Procédé de fabrication de cristaux de D-allulose Process for manufacturing D-allulose crystals
Domaine de l'invention Field of the invention
L'invention porte sur un nouveau procédé de fabrication de cristaux de D-allulose qui permet de travailler en continu et obtenir un haut rendement. L'invention a également pour objet de nouveaux cristaux de D-allulose. Un autre objet de l'invention porte sur l'utilisation d'une unité de nanofiltration dans un procédé de production de cristaux D-allulose pour en améliorer le rendement et/ou la qualité des cristaux obtenus. Art antérieur The invention relates to a new process for the manufacture of D-allulose crystals which makes it possible to work continuously and to obtain a high yield. The invention also relates to new D-allulose crystals. Another subject of the invention relates to the use of a nanofiltration unit in a process for producing D-allulose crystals in order to improve the yield and / or the quality of the crystals obtained. Prior art
Le D-allulose (ou D-psicose) est un sucre rare présentant un pouvoir sucrant égal à 70% de celui du saccharose. Contrairement à ce dernier, le D-allulose ne provoque pas de prise de poids car il n'est pas métabolisé par les humains. Il présente une très faible valeur calorique (0,2 kcal par gramme) et il empêche ainsi la prise de masse graisseuse. De plus, des études ont montré que le D-allulose est non cariogène, voire anti-cariogène. C'est ainsi que ces propriétés ont généré récemment un intérêt très important des industries alimentaires et pharmaceutiques. D-allulose (or D-psicose) is a rare sugar with a sweetness equal to 70% of that of sucrose. Unlike the latter, D-allulose does not cause weight gain because it is not metabolized by humans. It has a very low caloric value (0.2 kcal per gram) and thus prevents fat gain. In addition, studies have shown that D-allulose is non-cariogenic or even anti-cariogenic. Thus, these properties have recently generated a very important interest in the food and pharmaceutical industries.
Même s'il est possible d'obtenir du D-allulose par voie chimique, par exemple en faisant réagir une solution aqueuse de glucose en milieu acide en présence d'un catalyseur de type molybdate d'ammonium, le D-allulose est généralement obtenu par voie enzymatique, en faisant réagir une solution aqueuse de D-fructose avec une D-psicose epimerase telle que décrite par exemple dans la demande WO2015/032761 A1 au nom de la Demanderesse. Dans les deux cas, la réaction n'est pas totale. Par exemple, la quantité de D-fructose transformée en D-allulose après épimérisation est généralement inférieure à 30%. Although it is possible to obtain D-allulose chemically, for example by reacting an aqueous solution of glucose in an acid medium in the presence of an ammonium molybdate catalyst, D-allulose is generally obtained. enzymatically, by reacting an aqueous solution of D-fructose with a D-psicose epimerase as described for example in the application WO2015 / 032761 A1 in the name of the Applicant. In both cases, the reaction is not complete. For example, the amount of D-fructose converted to D-allulose after epimerization is generally less than 30%.
Ainsi, à l'issue de la réaction d'épimérisation, il est nécessaire de réaliser une étape de séparation du D-allulose, pour augmenter la richesse de la composition de D-allulose résultante. Pour réaliser cette séparation, on effectue très généralement une chromatographie de la composition issue de la réaction d'épimérisation, par exemple par chromatographie continue de type lit mobile simulé. Thus, at the end of the epimerization reaction, it is necessary to carry out a step of separation of D-allulose, to increase the richness of the resulting D-allulose composition. In order to achieve this separation, chromatography of the composition resulting from the epimerization reaction is carried out very generally, for example by continuous chromatography of simulated moving bed type.
Le document JP2001354690 A décrit un procédé de fabrication d'un sirop de D-allulose partant d'un mélange de fructose et de D-allulose, ledit procédé comprenant une étape de séparation consistant en une étape de chromatographie continue utilisant une séquence particulière de
prélèvements des différents produits du mélange. Une fraction riche en D-allulose (dont la richesse en D-allulose peut atteindre 98%) et une fraction riche en fructose sont récupérées. Le rendement de récupération dans la fraction riche en D-allulose est de 96%. JP2001354690 A discloses a method of manufacturing a D-allulose syrup starting from a mixture of fructose and D-allulose, said process comprising a separation step consisting of a continuous chromatography step using a particular sequence of samples of the different products of the mixture. A fraction rich in D-allulose (whose richness in D-allulose can reach 98%) and a fraction rich in fructose are recovered. The recovery yield in the D-allulose rich fraction is 96%.
A l'issue des étapes de séparation citées ci-dessus, des compositions liquides riches en D- allulose sont obtenues. C'est ainsi que ces compositions liquides, généralement appelés sirops, sont utilisées pour la fabrication de produits alimentaires ou pharmaceutiques. At the end of the separation steps mentioned above, liquid compositions rich in D-allulose are obtained. Thus, these liquid compositions, generally called syrups, are used for the manufacture of food or pharmaceutical products.
A titre d'exemple, la demande WO 2015/094342 également au nom de la Demanderesse décrit la fabrication de produits alimentaires solides comprenant un sirop de D-allulose, comprenant de 50 à 98% de D-allulose et une protéine native. C'est principalement sous cette forme de sirops que différentes sociétés ont annoncé la commercialisation de D-allulose à ce jour. By way of example, the application WO 2015/094342 also in the name of the Applicant describes the manufacture of solid food products comprising a syrup of D-allulose, comprising from 50 to 98% of D-allulose and a native protein. It is mainly in this form of syrup that various companies have announced the marketing of D-allulose to date.
Le D-allulose est également commercialisé sous forme de poudres. Toutefois, comme expliqué ci-dessous, leurs fabrications peuvent être assez complexes. D-Allulose is also marketed in the form of powders. However, as explained below, their fabrications can be quite complex.
Il est possible de réaliser des poudres en utilisant par exemple des techniques d'atomisation. Toutefois, les poudres atomisées, dont la composition dépend de la matière première atomisée, comprennent généralement de grandes quantités impuretés. Par ailleurs, ces poudres atomisées sont faiblement cristallines ; elles sont très hygroscopiques et cela provoque ainsi des problèmes de tenue à l'eau. Cela crée en outre des phénomènes de mottage généralement plus importants. It is possible to produce powders using, for example, atomization techniques. However, the atomized powders, the composition of which depends on the atomized raw material, generally comprise large amounts of impurities. Moreover, these atomized powders are weakly crystalline; they are very hygroscopic and this causes problems with water resistance. This also creates generally larger caking phenomena.
Du fait de ces difficultés, l'atomisation de D-allulose a été peu décrite dans la littérature. A titre d'exemple, on peut citer le document EP1860195 qui décrit l'atomisation d'un mélange comprenant du D-allulose et du D-allose. En ce qui concerne l'énantiomère du D-allulose, le L- allulose, on peut citer le document JP 4761424 qui décrit l'atomisation d'une masse cuite de L- allulose. Because of these difficulties, the atomization of D-allulose has been poorly described in the literature. By way of example, mention may be made of EP1860195 which describes the atomization of a mixture comprising D-allulose and D-allose. With regard to the enantiomer of D-allulose, L-allulose, mention may be made of JP 4761424 which describes the atomization of a cooked mass of L-allulose.
Il est également possible de réaliser des poudres par des techniques de granulation, tel que décrit par exemple dans la demande WO2016/012853 au nom de la Demanderesse. It is also possible to produce powders by granulation techniques, as described for example in the application WO2016 / 012853 in the name of the Applicant.
Une autre forme de poudres concerne des cristaux obtenus par cristallisation d'une solution mère de D-allulose. Another form of powders relates to crystals obtained by crystallization of a stock solution of D-allulose.
Un procédé de fabrication de cristaux de D-allulose a été décrit dans le document CN 104447888 A. Ce document décrit plus particulièrement dans les exemples un procédé comprenant une étape de fabrication d'une solution de D-allulose à partir de glucose en utilisant un catalyseur molybdate puis une étape de décoloration de cette solution en utilisant du charbon actif puis une filtration pour éliminer le charbon actif, une étape de déionisation par électrodialyse, une étape de séparation par chromatographie continue pour former une solution
de D-allulose présentant une pureté allant de 70 à 90%, une étape de concentration de ladite solution pour obtenir une solution concentrée de D-allulose, suivie d'une étape de cristallisation dans l'éthanol pour obtenir un produit cristallin de D-allulose présentant une pureté limitée, tout au plus de 99%. Aucun rendement de cristallisation n'est indiqué dans ce document. A process for producing D-allulose crystals has been described in document CN 104447888 A. This document describes more particularly in the examples a process comprising a step of manufacturing a solution of D-allulose from glucose using a molybdate catalyst and then a decolorization step of this solution using activated charcoal and filtration to remove the activated carbon, an electrodialysis deionization step, a separation step by continuous chromatography to form a solution D-allulose having a purity ranging from 70 to 90%, a step of concentration of said solution to obtain a concentrated solution of D-allulose, followed by a crystallization step in ethanol to obtain a crystalline product of D-allulose, allulose of limited purity, at most 99%. No crystallization yield is indicated in this document.
Un autre procédé de cristallisation a également été décrit dans le document WO 201 1/1 19004 au nom de CJ Cheiljedang dans lequel le rendement de cristallisation est de l'ordre de 50%. Ce procédé de fabrication de cristaux de D-allulose comprend une étape de fourniture d'une solution de D-allulose, une étape de purification de cette solution, une étape de concentration de la solution de D-allulose pour fournir une solution mère et une étape de cristallisation de cette solution mère, dans lequel l'étape de cristallisation est réalisée en maintenant la solution mère dans sa zone métastable. L'étape de purification décrite dans ce document est une étape de séparation par chromatographie, qui permet de séparer le D-allulose du fructose. Ce document reconnaît toutefois que la fabrication de poudres sous forme de cristaux est difficile à mettre en œuvre : Another method of crystallization has also been described in WO 201 1/1 19004 in the name of CJ Cheiljedang in which the crystallization yield is of the order of 50%. This process for manufacturing D-allulose crystals comprises a step of providing a solution of D-allulose, a step of purifying this solution, a step of concentrating the D-allulose solution to provide a stock solution and a solution of D-allulose. step of crystallization of this mother solution, wherein the crystallization step is carried out by maintaining the stock solution in its metastable zone. The purification step described in this document is a chromatography separation step, which makes it possible to separate the D-allulose from the fructose. This document recognizes, however, that the manufacture of powders in the form of crystals is difficult to implement:
· Tout d'abord, cette cristallisation est difficile à contrôler comme il est indiqué au paragraphe [36], dans lequel il est précisé que la cristallisation doit être conduite avec soin, par une observation continue des cristaux, en mesurant également la concentration du surnageant, ceci afin de régler la température dans le cristallisoir. Toutefois, ce document est silencieux sur les raisons pour lesquelles il est difficile de réaliser cette cristallisation. · Firstly, this crystallization is difficult to control as described in [36], in which it is stated that the crystallization must be carried out carefully, by continuous observation of the crystals, also measuring the concentration of the supernatant in order to adjust the temperature in the crystallizer. However, this document is silent on why it is difficult to achieve this crystallization.
• De plus, les cristaux obtenus présentent une taille inférieure à 200 μηη (voir paragraphe In addition, the crystals obtained have a size of less than 200 μηη (see paragraph
[89]) et sont donc, du fait de leur faible taille, difficilement séparables des eaux mères de cristallisation lors de la centrifugation. Les cristaux récupérés sont également difficilement manipulables lors d'une utilisation ultérieure. [89]) and are therefore, because of their small size, difficult to separate from the mother waters of crystallization during centrifugation. The recovered crystals are also difficult to handle during later use.
Le document WO 2016/064087, également au nom de CJ Cheiljedang, décrit également à l'exemple 3 un procédé de fabrication de cristaux de D-allulose dans lequel une solution mère est introduite dans un cristallisoir à quatre moments distincts. Entre chaque introduction, on réalise quatre cycles de chauffe et de refroidissement, ce qui conduit à un procédé qui dure plus de 80 heures. En comparaison avec le procédé décrit dans le document WO 201 1/1 19004, le rendement de cristallisation n'est pas amélioré (il est de 52,8%). Les cristaux obtenus ont une taille moyenne plus importante (mean aperture égale à 374 μηη). Toutefois, les cristaux obtenus présentent des impuretés. Par ailleurs, les cristaux qui sont commercialisés par la société CJ
Cheiljedang ont une forme d'aiguilles, ce qui conduit à un écoulement qui n'est pas totalement satisfaisant. WO 2016/064087, also in the name of CJ Cheiljedang, also describes in Example 3 a process for manufacturing D-allulose crystals in which a stock solution is introduced into a crystallizer at four distinct times. Between each introduction, four cycles of heating and cooling are carried out, which leads to a process that lasts more than 80 hours. In comparison with the method described in WO 201 1/1 19004, the crystallization yield is not improved (it is 52.8%). The crystals obtained have a larger average size (mean aperture equal to 374 μηη). However, the crystals obtained have impurities. Moreover, the crystals that are marketed by the company CJ Cheiljedang have a needle shape, which leads to a flow that is not completely satisfactory.
Il apparaît de ce qui précède que de nombreux problèmes subsistent encore dans la fabrication de cristaux de D-allulose. It appears from the foregoing that many problems still remain in the manufacture of D-allulose crystals.
Tout d'abord, le rendement global en cristaux de D-allulose est excessivement faible. Par « rendement global en cristaux de D-allulose », on entend le rapport, exprimé en masse sèche, de la masse de cristaux de D-allulose obtenue sur la masse de D-fructose introduite. Ce faible rendement, de l'ordre de 15% par rapport au D-fructose, est essentiellement lié aux rendements des étapes d'épimérisation (inférieur à 30%) et de cristallisation (généralement de l'ordre de 50%). First, the overall yield of D-allulose crystals is excessively low. By "overall yield of D-allulose crystals" is meant the ratio, expressed as dry mass, of the mass of D-allulose crystals obtained on the mass of D-fructose introduced. This low yield, of the order of 15% relative to D-fructose, is essentially related to the yields of epimerization (less than 30%) and crystallization (generally of the order of 50%).
Afin d'améliorer le rendement des procédés, il est donc impératif de réaliser « des étapes de recyclage ». Par « étape de recyclage » dans un procédé, on entend la réutilisation dans une étape antérieure du procédé d'une fraction de produit obtenue lors d'une étape de séparation. Par « étape de séparation » dans la présente Demande, on entend toute étape permettant de séparer une composition comprenant un produit A et un produit B en au moins une première fraction plus riche en produit A et une deuxième fraction plus riche en produit B. La fraction peut être sous toute forme, par exemple sous forme solide, sous forme liquide, voire sous forme de suspension solide dans un liquide. Une étape de séparation peut être de tout type, par exemple une étape de chromatographie, dans laquelle la composition liquide est séparée en au moins deux fractions liquides, ou encore une étape de cristallisation où une composition liquide est séparée en une fraction solide et une fraction liquide. In order to improve the efficiency of the processes, it is therefore imperative to carry out "recycling steps". By "recycling step" in a process is meant the reuse in a previous step of the process of a product fraction obtained in a separation step. By "separation step" in the present Application is meant any step for separating a composition comprising a product A and a product B in at least a first fraction richer in product A and a second fraction richer in product B. The fraction may be in any form, for example in solid form, in liquid form, or even in the form of a solid suspension in a liquid. A separation step can be of any type, for example a chromatography step, in which the liquid composition is separated into at least two liquid fractions, or else a crystallization step where a liquid composition is separated into a solid fraction and a fraction. liquid.
Des étapes de recyclages de fractions riches en fructose ont déjà été décrites en vue d'améliorer le rendement du procédé de fabrication de sirops de D-allulose. Notamment, le document JP2001354690 A précédemment évoqué décrit le recyclage de la fraction riche en fructose obtenue lors de l'étape de chromatographie pour la soumettre à l'étape d'épimérisation. Ceci permet d'améliorer le rendement de D-allulose sous forme de composition liquide. Steps for recycling high fructose fractions have already been described in order to improve the yield of the process for manufacturing D-allulose syrups. In particular, the document JP2001354690 A previously mentioned describes the recycling of the fructose-rich fraction obtained during the chromatography step to subject it to the epimerization step. This makes it possible to improve the yield of D-allulose in the form of a liquid composition.
C'est en cherchant à appliquer les enseignements de ce document dans un procédé de fabrication de cristaux de D-allulose (tel que par exemple celui décrit dans le document WO 201 1/1 19004) que la Demanderesse a pu constater que ceux-ci n'étaient pas simplement transposables. It is by seeking to apply the teachings of this document in a process for manufacturing D-allulose crystals (such as, for example, that described in document WO 201 1/1 19004) that the Applicant has found that these were not simply transposable.
En effet, lorsque l'on effectue le recyclage de la fraction riche en fructose (voir Figure 1 ), la Demanderesse a pu constater que la solution mère obtenue devient de plus en plus difficile à
cristalliser. Au bout d'un certain temps, cette cristallisation devient même impossible comme démontré dans la partie Exemples. Indeed, when recycling the high fructose fraction (see FIG. 1), the Applicant has found that the mother solution obtained becomes increasingly difficult to crystallize. After a while, this crystallization becomes impossible even as demonstrated in the Examples section.
Par ailleurs, toujours dans le but d'améliorer le rendement global en cristaux de D-allulose du procédé, la Demanderesse a également tenté d'effectuer un recyclage des eaux mères de cristallisation (c'est-à-dire de la solution riche en D-allulose qui est obtenue après séparation des cristaux obtenus lors de l'étape de cristallisation) en les mélangeant avec une composition de D-allulose pour former, après concentration, une nouvelle solution mère (voir Figure 2). Elle a pu constater (voir partie Exemples) que ce recyclage des eaux mères provoquait les mêmes difficultés, et ceci de manière encore plus rapide que dans le cas du recyclage de la fraction riche en fructose. On the other hand, still with the aim of improving the overall yield of D-allulose crystals of the process, the Applicant has also attempted to carry out a recycling of the mother liquors of crystallization (that is to say of the solution rich in D-allulose which is obtained after separation of the crystals obtained during the crystallization step) by mixing them with a composition of D-allulose to form, after concentration, a new stock solution (see FIG. 2). It was able to observe (see the Examples section) that this recycling of mother liquors caused the same difficulties, and this even more rapidly than in the case of the recycling of the high-fructose fraction.
Dans ces deux cas décrits précédemment, des arrêts dans la production des cristaux de D- allulose doivent donc être réalisés. In these two cases described above, stops in the production of D-allulose crystals must therefore be made.
Par ailleurs, la Demanderesse a pu constater que, même sans réaliser de recyclages, en transposant les enseignements décrits ci-dessus dans un procédé industriel continu de fabrication de cristaux de D-allulose, des « instabilités » sont observées. Ces instabilités se traduisent par des masses-cuites de cristaux présentant de manière inexplicable un aspect variable au cours du procédé. Ceci est particulièrement gênant car les masses-cuites de cristaux peuvent être centrifugeables puis non centrifugeables à certains moments, et ceci sans qu'aucune prédiction a priori de son comportement puisse être réalisé. Il y a alors besoin de refondre les masses cuites obtenues si l'on souhaite les réutiliser dans le procédé et ceci rend le procédé peu pratique et moins économique. Moreover, the Applicant has found that, even without carrying out recycling, by transposing the teachings described above into a continuous industrial process for manufacturing D-allulose crystals, "instabilities" are observed. These instabilities result in mass-cooked crystals inexplicably having a variable appearance during the process. This is particularly troublesome because the mass-baked crystals can be centrifugable and then non-centrifugable at certain times, and this without any prior prediction of its behavior can be realized. There is then a need to recast the cooked masses obtained if it is desired to reuse them in the process and this makes the process impractical and less economical.
Or, en vue d'accélérer le développement industriel du D-allulose, qui est aujourd'hui principalement commercialisé sous la forme de sirop, il est impératif à l'échelle industrielle de pouvoir réaliser un procédé continu et stable de fabrication de cristaux de D-allulose, afin de pouvoir les fournir à un prix compétitif. However, in order to accelerate the industrial development of D-allulose, which is today mainly marketed in the form of syrup, it is imperative on an industrial scale to be able to produce a continuous and stable process for producing D crystals. -allulose, in order to provide them at a competitive price.
Après de nombreuses recherches, la Demanderesse est parvenue à obtenir un procédé de fabrication de cristaux de D-allulose dans lequel les problèmes cités ci-dessus peuvent être résolus. After much research, the Applicant has succeeded in obtaining a method for manufacturing D-allulose crystals in which the problems mentioned above can be solved.
Du fait d'une stabilité de procédé améliorée, la production des cristaux ne nécessite pas de contrôle systématique comme par exemple indiqué dans le document WO 201 1/1 19004, ce qui rend possible la réalisation d'un procédé continu de fabrication de cristaux de D-allulose. Due to an improved process stability, the production of the crystals does not require systematic control as for example indicated in the document WO 201 1/1 19004, which makes possible the realization of a continuous process for the production of crystalline crystals. D-allulose.
Par ailleurs, comme le procédé de l'invention permet en outre de nombreuses étapes de recyclage, le rendement du procédé peut être grandement augmenté.
C'est en menant de nombreuses recherches que la Demanderesse a pu constater que, dans un procédé de fabrication de cristaux de D-allulose, des impuretés particulières se forment au cours des différentes étapes du procédé de préparation de la solution mère. Ces impuretés n'ont, à la meilleure connaissance de la Demanderesse, jamais été reportées dans la littérature. Elles ont pu être identifiées par la Demanderesse en utilisant une technique particulière de chromatographie phase gaz (CPG). Sans être liée à une quelconque théorie, la Demanderesse pense que ces impuretés sont des dimères de D-allulose qui se forment par condensation tout le long du procédé. Moreover, since the method of the invention also allows many recycling steps, the efficiency of the process can be greatly increased. It is by conducting numerous investigations that the Applicant has found that, in a process for the manufacture of D-allulose crystals, particular impurities are formed during the different steps of the process for preparing the stock solution. These impurities have, to the best knowledge of the Applicant, never been reported in the literature. They could be identified by the Applicant using a particular technique of gas phase chromatography (GC). Without being bound to any theory, the Applicant believes that these impurities are D-allulose dimers that form through condensation throughout the process.
La Demanderesse a également pu montrer que ces dimères de D-allulose, contrairement à d'autres impuretés telles que le glucose ou le D-fructose, ont un effet anti-cristallisant très important. The Applicant has also been able to show that these dimers of D-allulose, unlike other impurities such as glucose or D-fructose, have a very important anti-crystallizing effect.
De manière surprenante, la Demanderesse est parvenue, en réalisant un procédé de fabrication de cristaux de D-allulose dans lequel une étape de séparation particulière est réalisée, à supprimer ce problème de cristallisation difficile du D-allulose. Cette étape de séparation consiste en une étape de nanofiltration, qui permet l'élimination de ces impuretés anti- cristallisantes. Surprisingly, the Applicant has achieved, by carrying out a process for manufacturing D-allulose crystals in which a particular separation step is performed, to eliminate this problem of difficult crystallization of D-allulose. This separation step consists of a nanofiltration step, which allows the elimination of these anti-crystallizing impurities.
Ce nouveau procédé présente une avancée majeure pour le développement industriel de cristaux de D-allulose puisqu'il permet d'atteindre un rendement global dépassant 25% par rapport au D-fructose introduit, avantageusement dépassant 50%, voire dépassant 65%. Cela permet d'envisager la fabrication de cristaux de D-allulose à un prix compétitif ainsi que le développement commercial de tels cristaux à plus grande échelle. This new process presents a major advance for the industrial development of D-allulose crystals since it makes it possible to achieve an overall yield in excess of 25% relative to the introduced D-fructose, advantageously exceeding 50%, or even exceeding 65%. This makes it possible to envisage the manufacture of D-allulose crystals at a competitive price as well as the commercial development of such crystals on a larger scale.
Par ailleurs, la Demanderesse a constaté que la présence de ces impuretés est un facteur qui influe sur la forme des cristaux, notamment lorsque l'on cherche à réaliser des cristaux de grande taille, notamment lorsque leur taille moyenne dépasse 200 μηη. Furthermore, the Applicant has found that the presence of these impurities is a factor that influences the shape of the crystals, especially when one seeks to make large crystals, especially when their average size exceeds 200 μηη.
Lors de ses recherches, la Demanderesse est également parvenue à fabriquer de nouveaux cristaux de D-allulose en utilisant un procédé de cristallisation spécifique utilisant, parmi les étapes de fabrication, l'étape de nanofiltration mentionnée ci-dessus. Ces cristaux, qui sont un autre aspect de la présente invention, présentent notamment la particularité de comprendre un pourcentage massique en dimère de D-allulose très faible. Les cristaux obtenus peuvent présenter en outre une forme différente et un écoulement amélioré. Ces propriétés de forme et d'écoulement sont directement liées au fait que les dimères sont présents dans les cristaux dans de très faibles quantités. Au contraire, lorsque l'on souhaite réaliser des cristaux de grande taille, la présence importante de dimères D-allulose dans la solution mère lors de la
cristallisation conduit à des cristaux de D-allulose comprenant des quantités importantes de ces dimères ; par ailleurs, on observe l'allongement de ces cristaux pour former des aiguilles. Or, ces cristaux en aiguille peuvent présenter un écoulement moindre que les cristaux de l'invention. Résumé de l'invention In its research, the Applicant has also succeeded in manufacturing new D-allulose crystals by using a specific crystallization process using, among the manufacturing steps, the nanofiltration step mentioned above. These crystals, which are another aspect of the present invention, have the particular feature of comprising a mass percentage of very weak D-allulose dimer. The crystals obtained may also have a different shape and an improved flow. These shape and flow properties are directly related to the fact that dimers are present in crystals in very small amounts. On the contrary, when it is desired to make large crystals, the important presence of D-allulose dimers in the stock solution during the crystallization leads to D-allulose crystals comprising significant amounts of these dimers; in addition, the elongation of these crystals is observed to form needles. However, these needle crystals may have a lower flow than the crystals of the invention. Summary of the invention
L'invention porte ainsi sur un procédé de fabrication de cristaux de D-allulose comprenant : The invention thus relates to a process for manufacturing D-allulose crystals comprising:
• une étape de fourniture d'une composition riche en D-allulose, A step of providing a composition rich in D-allulose,
• une étape de concentration de ladite solution pour former une solution-mère à cristalliser, A step of concentration of said solution to form a mother solution to crystallize,
· une étape de cristallisation de la solution mère pour former des cristaux de D- allulose et des eaux mères ; A step of crystallization of the stock solution to form D-allulose crystals and mother liquors;
• et au moins une étape de nanofiltration, ladite étape ayant lieu dans une étape antérieure à l'étape de concentration de la composition riche en D-allulose. And at least one nanofiltration step, said step taking place in a step prior to the concentration step of the composition rich in D-allulose.
Comme évoqué ci-dessus, la Demanderesse a pu constater que, systématiquement, dans un procédé de fabrication de cristaux de D-allulose, des impuretés particulières se forment au cours du procédé. Celles-ci n'ont, à la meilleure connaissance de la Demanderesse, jamais été reportées dans la littérature. Ceci s'explique par le fait que, par la technique de chromatographie liquide haute performance (HPLC) classiquement utilisée pour mesurer la pureté du D-allulose, ces impuretés ne sont pas détectées sur les chromatogrammes (voir Figures 7 et 8). C'est en utilisant une technique de chromatographie en phase gaz que la Demanderesse a pu détecter leur présence (voir Figures 9 et 10). As mentioned above, the Applicant has found that, consistently, in a process for manufacturing D-allulose crystals, particular impurities are formed during the process. These have, to the best knowledge of the Applicant, never been reported in the literature. This is explained by the fact that, by the high performance liquid chromatography (HPLC) conventionally used to measure the purity of D-allulose, these impurities are not detected on the chromatograms (see Figures 7 and 8). It is by using a gas chromatography technique that the Applicant was able to detect their presence (see FIGS. 9 and 10).
Ces impuretés ont pu être identifiées par la Demanderesse comme étant des dimères de D- allulose. La Demanderesse a également pu montrer que ces dimères, contrairement à d'autres impuretés telles que le glucose ou le D-fructose, ont un effet anti-cristallisant très important. Or, comme ces dimères de D-allulose se forment lors du procédé, leur présence peut limiter le rendement d'un procédé continu de fabrication de cristaux de D-allulose en empêchant de manière pure et simple cette cristallisation, en formant des masses-cuites non centrigugeables, si les quantités en ces dimères sont trop importantes. Par ailleurs, dans un procédé industriel et continu de fabrication de cristaux de D-allulose où de nombreuses étapes successives sont réalisées, la quantité de ces impuretés peut varier au cours du temps. Ceci rend le procédé instable au cours du temps, les masses-cuites étant parfois centrifugeables, parfois non centrifugeables.
Il est du mérite de la Demanderesse d'avoir identifié ces impuretés spécifiques et d'être parvenu à les éliminer, en réalisant une étape de séparation consistant à séparer au moins en partie ces dimères de D-allulose par de nanofiltration. These impurities could be identified by the Applicant as D-allulose dimers. The Applicant has also been able to show that these dimers, unlike other impurities such as glucose or D-fructose, have a very important anti-crystallizing effect. Since these dimers of D-allulose are formed during the process, their presence can limit the yield of a continuous process for the manufacture of D-allulose crystals by preventing this crystallization in a pure and simple manner, by forming cooked masses. non-centrifugable, if the quantities in these dimers are too important. Furthermore, in an industrial and continuous process for manufacturing D-allulose crystals where many successive steps are performed, the amount of these impurities can vary over time. This renders the process unstable over time, the cooked masses sometimes being centrifugable, sometimes non-centrifugable. It is the merit of the Applicant to have identified these specific impurities and to have managed to eliminate them, by performing a separation step of at least partially separating these dimers of D-allulose by nanofiltration.
A l'aide du procédé de l'invention qui rend l'étape de cristallisation très stable, il est alors possible de conduire le procédé de manière continue mais également d'augmenter de manière drastique le rendement global en cristaux de D-allulose. Ceci est permis par le fait de pouvoir fournir une solution mère de D-allulose présentant une très faible quantité de dimères de D- allulose, ceci grâce à l'étape de nanofiltration susmentionnée. With the aid of the process of the invention which makes the crystallization step very stable, it is then possible to carry out the process continuously but also drastically increase the overall yield of D-allulose crystals. This is enabled by the fact of being able to provide a stock solution of D-allulose having a very small amount of D-allulose dimers, this thanks to the aforementioned nanofiltration step.
Un autre mérite de la Demanderesse est d'être parvenue à fournir de nouveaux cristaux de D- allulose en utilisant cette solution mère, dans un procédé particulier de cristallisation qui limite également la formation in-situ desdits dimères. Il en résulte des cristaux dont le pourcentage massique de dimères de D-allulose est plus faible que ceux de l'art antérieur. Un autre objet de l'invention porte ainsi sur des cristaux de D-allulose comprenant une teneur massique en dimère de D-allulose, déterminée par chromatographie en phase gaz (CPG), inférieure à 0,5%. En ce qui concerne les cristaux décrits dans le document WO201 1 1 19004 A2, comme ils présentent une taille très fine, ils sont difficiles à séparer des eaux mères de cristallisation. Ces eaux mères comprenant de grandes quantités de dimères de D-allulose et la teneur en dimères dans les cristaux récupérés après séparation est donc importante, bien supérieure à celle des cristaux de l'invention. Par ailleurs, l'exemple comparatif 3 de la présente Demande (voir parties exemples) démontre que même en améliorant encore le procédé décrit dans ce document, la Demanderesse n'est pas parvenue à obtenir les cristaux de l'invention. Another merit of the Applicant is to have been able to provide new crystals of D-allulose using this mother solution, in a particular crystallization process which also limits the in-situ formation of said dimers. This results in crystals whose mass percentage of dimers of D-allulose is lower than those of the prior art. Another subject of the invention thus relates to D-allulose crystals comprising a mass content of D-allulose dimer, determined by gas chromatography (GC), of less than 0.5%. As for the crystals described in WO201111004 A2, as they are very fine in size, they are difficult to separate from the mother liquors of crystallization. These mother liquors comprising large amounts of dimers of D-allulose and the content of dimers in the crystals recovered after separation is important, much greater than that of the crystals of the invention. Moreover, Comparative Example 3 of the present Application (see examples) demonstrates that even by further improving the process described in this document, the Applicant has not been able to obtain the crystals of the invention.
Quant aux cristaux décrits dans le document WO 2016/064087, ils présentent des impuretés, qui peuvent être des dimères de D-allulose dans des quantités supérieures aux cristaux de l'invention. Sans être lié à une quelconque théorie, la présence de ces dimères peut être expliquée par le fait que la solution de D-allulose est maintenue à la chaleur avant d'être introduite dans le cristallisoir, i.e. pendant une durée atteignant 60 heures. De plus, ce document est totalement silencieux sur la manière de préparer la solution mère, notamment en ce qui concerne les conditions de l'étape de concentration. Or, comme il apparaît dans la suite de la description, le choix des conditions des étapes de cristallisation et de concentration ont un impact important sur la quantité de dimères de D-allulose formés. Ainsi, le choix de ces conditions permet de limiter les quantités de dimères formés lors du procédé et d'ainsi diminuer les teneurs de dimères de D-allulose dans les cristaux de D-allulose obtenus. Comme le choix des conditions des étapes de préparation de la solution mère ont un impact capital sur la
quantité de dimères de D-allulose dans celle-ci, ce document ne décrit ni la solution mère utile à la préparation des cristaux de l'invention, ni les cristaux eux-mêmes. As for the crystals described in WO 2016/064087, they have impurities, which may be D-allulose dimers in amounts greater than the crystals of the invention. Without being bound by any theory, the presence of these dimers can be explained by the fact that the D-allulose solution is kept in heat before being introduced into the crystallizer, ie for a period of up to 60 hours. In addition, this document is completely silent on how to prepare the stock solution, particularly with regard to the conditions of the concentration step. However, as it appears in the following description, the choice of the conditions of the crystallization and concentration steps have a significant impact on the amount of D-allulose dimers formed. Thus, the choice of these conditions makes it possible to limit the quantities of dimers formed during the process and thus to reduce the levels of D-allulose dimers in the D-allulose crystals obtained. As the choice of the conditions of the preparation stages of the mother solution have a crucial impact on the The amount of D-allulose dimers therein does not describe either the mother solution useful in the preparation of the crystals of the invention, or the crystals themselves.
Le document EP1860195 décrit des compositions cristallines complexes de type tubulaires de D-allose et D-allulose où le D-allulose est minoritaire et non des cristaux de D-allulose. EP1860195 discloses complex tubular crystalline compositions of D-allose and D-allulose wherein D-allulose is a minority and not D-allulose crystals.
Pour les compositions cristallines obtenues par cristallisation dans l'éthanol décrites dans le document CN 104447888 A, ce document est silencieux sur de nombreuses conditions de procédé de fabrication des compositions cristallines et notamment sur l'étape de concentration de la solution mère. Il est à ce titre impossible de reproduire ces essais de fabrication des compositions cristallines. Toutefois, il est utile de noter que la cristallisation doit être faite spécifiquement faite dans un solvant organique tel que l'éthanol. Or, il est connu qu'une cristallisation dans ce type de solvant est utilisée uniquement si nécessaire. En effet, l'eau qui généralement préférée pour des raisons évidentes de coûts et environnementales. Un solvant organique sélectionné (l'éthanol dans le cas du D-allulose), bien que plus coûteux et imposant des difficultés pour son retraitement, présente l'avantage de faciliter la cristallisation, rendant possible une cristallisation qui serait impossible dans l'eau. Ceci confirme donc que la solution mère de D-allulose comprend de grandes quantités d'impuretés de type dimères de D- allulose et ceci peut s'expliquer par le fait qu'aucune précaution particulière pour les différentes étapes de préparation de la solution mère ne semble avoir été réalisée (notamment aucune condition n'est indiquée pour l'étape de concentration). Par ailleurs, en termes de purification, une cristallisation dans l'éthanol peut être moins efficace pour obtenir des cristaux de pureté élevée de D-allulose qu'une cristallisation dans de l'eau (quand celle-ci est possible) car ces dimères de nature chimique proche du D-allulose sont également peu solubles dans l'éthanol et précipitent également. Enfin, d'autres impuretés également nombreuses se retrouvent dans les compositions cristallines comme le démontrent les faibles puretés obtenues dans ce document. Des compositions cristallines obtenues par cristallisation dans l'éthanol sont également décrites dans la publication de Takeshita et al. (Mass production of D-psicose from D-fructose by a continuous bioreactor System using immobilized D-tagatose 3-epimerase, Journal of bioscience and bioengineering, Vol.90 n °4, janvier 2000, pages 453-455). Ce document se concentre sur la première étape de préparation du D-allulose et non sur la fabrication des cristaux de D-allulose qui sont là-aussi très peu détaillées. Comme le choix des conditions des étapes de préparation de la solution mère ont un impact capital sur la quantité de dimères de D-allulose dans celle-ci, ce document ne décrit ni la solution mère utile à la préparation des cristaux de l'invention, ni les cristaux eux-mêmes. Par ailleurs, dans ce document, il est précisé que cette cristallisation est réalisée dans l'éthanol pour faciliter la solidification du D-allulose, ce qui démontre la quantité
importante en impuretés non cristallisantes et confirme l'impossibilité de cristalliser la solution mère de D-allulose de ce document dans de l'eau. D'ailleurs, la cristallisation en question dans ce document est en réalité qu'une « précipitation » non contrôlée par ajout d'éthanol, menant inévitablement à des compositions solides cristallines impures. For crystalline compositions obtained by crystallization in ethanol described in document CN 104447888 A, this document is silent on many process conditions for the manufacture of crystalline compositions and in particular on the concentration step of the stock solution. It is in this respect impossible to reproduce these manufacturing tests of the crystalline compositions. However, it is useful to note that the crystallization must be made specifically in an organic solvent such as ethanol. However, it is known that crystallization in this type of solvent is used only if necessary. Indeed, the water that usually preferred for obvious reasons of costs and environmental. A selected organic solvent (ethanol in the case of D-allulose), although more expensive and imposing difficulties for its reprocessing, has the advantage of facilitating crystallization, making possible a crystallization that would be impossible in water. This therefore confirms that the mother solution of D-allulose comprises large quantities of D-allulose dimers impurities and this can be explained by the fact that no particular precaution for the various steps of preparation of the mother solution seems to have been achieved (in particular no condition is indicated for the concentration stage). On the other hand, in terms of purification, crystallization in ethanol may be less effective in obtaining crystals of high purity of D-allulose than crystallization in water (when this is possible) because these dimers of chemical nature close to D-allulose are also sparingly soluble in ethanol and also precipitate. Finally, other impurities also numerous are found in the crystalline compositions as demonstrated by the low purities obtained in this document. Crystalline compositions obtained by crystallization in ethanol are also described in the publication by Takeshita et al. (Mass production of D-psicose from D-fructose by a continuous bioreactor using immobilized D-tagatose 3-epimerase, Journal of Bioscience and Bioengineering, Vol.90 No. 4, January 2000, pp. 453-455). This document focuses on the first step of preparation of D-allulose and not on the manufacture of D-allulose crystals which are also very little detailed. Since the choice of the conditions of the preparation steps of the mother solution have a major impact on the amount of D-allulose dimers therein, this document does not describe the mother solution useful for the preparation of the crystals of the invention. neither the crystals themselves. Moreover, in this document, it is specified that this crystallization is carried out in ethanol to facilitate the solidification of D-allulose, which demonstrates the quantity significant non-crystallizing impurities and confirms the impossibility of crystallizing the stock solution of D-allulose of this document in water. Moreover, the crystallization in question in this document is in fact a "precipitation" not controlled by addition of ethanol, inevitably leading to impure crystalline solid compositions.
D'autres composition cristallines sont également évoquées dans le document CN 103333935 A mais sans aucun détail de leur préparation puisqu'aucune condition de préparation de la solution-mère ni de cristallisation (pas même de solvant) ne sont indiquées. Par ailleurs ce document ne comprend pas d'essai de préparation à proprement dit. Comme le choix des conditions des étapes de préparation de la solution mère ont un impact capital sur la quantité de dimères de D-allulose dans celle-ci, ce document ne décrit ni la solution mère utile à la préparation des cristaux de l'invention, ni les cristaux eux-mêmes. Par ailleurs, les faibles puretés des compositions cristallines obtenues (98%) dans ce document semblent indiquer que les compositions cristallines sont très impures. Un autre objet de l'invention porte également sur l'utilisation d'une unité de nanofiltration dans un circuit de production de cristaux de D-allulose pour améliorer le rendement global en cristaux de D-allulose. Other crystalline compositions are also mentioned in the document CN 103333935 A but without any details of their preparation since no condition of preparation of the stock solution or crystallization (not even solvent) are indicated. Moreover, this document does not include a preparation test itself. Since the choice of the conditions of the preparation steps of the mother solution have a major impact on the amount of D-allulose dimers therein, this document does not describe the mother solution useful for the preparation of the crystals of the invention. neither the crystals themselves. On the other hand, the low purities of the crystalline compositions obtained (98%) in this document seem to indicate that the crystalline compositions are very impure. Another object of the invention also relates to the use of a nanofiltration unit in a D-allulose crystal production circuit to improve the overall yield of D-allulose crystals.
Brève description des Figures Brief description of the Figures
Figure 1 : La Figure 1 représente schématiquement un circuit de production de cristaux de D- allulose dans lequel le raffinât de chromatographie riche en D-fructose est recyclé pour être mélangé avec le fructose en tête de la réaction d'épimérisation. Figure 1: Figure 1 schematically shows a D-allulose crystal production circuit in which the D-fructose rich chromatography raffinate is recycled to be mixed with the fructose at the top of the epimerization reaction.
Figure 2 : La Figure 2 représente schématiquement un circuit de production de cristaux de D- allulose dans lequel les eaux mères de cristallisation sont recyclées pour être mélangées avec la composition de D-fructose/D-allulose issue de la réaction d'épimérisation. Figure 2: Figure 2 schematically shows a D-allulose crystal production circuit in which the crystallization mother liquors are recycled to be mixed with the composition of D-fructose / D-allulose resulting from the epimerization reaction.
Figure 3 : La Figure 3 représente schématiquement un circuit de production de cristaux de D- allulose comprenant une unité de nanofiltration utile au procédé de l'invention. Figure 3: Figure 3 schematically shows a D-allulose crystal production circuit comprising a nanofiltration unit useful in the method of the invention.
Figure 4 : La Figure 4 représente un exemple de cristallisoir-évaporateur adiabatique sous vide utile à une variante du procédé de l'invention. Figure 4: Figure 4 shows an example of vacuum crystallizer adiabatic evaporator useful for a variant of the method of the invention.
Figure 5 : La Figure 5 représente un exemple de cristallisoir vertical utile à une variante du procédé de l'invention.
Figure 6 : La Figure 6 représente la courbe de perméation relative à l'étape de nanofiltration, c'est-à-dire le débit en fonction du facteur de concentration volumique. Figure 5: Figure 5 shows an example of vertical crystallizer useful to a variant of the method of the invention. Figure 6: Figure 6 shows the permeation curve relative to the nanofiltration step, that is to say the flow as a function of the volume concentration factor.
Figure 7 : La Figure 7 représente un chromatogramme HPLC d'une composition riche en D- allulose prélevée dans le procédé de l'invention (voir Figure 3), c'est-à-dire avant nanofiltration. Figure 7: Figure 7 shows an HPLC chromatogram of a composition rich in D-allulose removed in the method of the invention (see Figure 3), that is to say before nanofiltration.
Figure 8 : La Figure 8 représente un chromatogramme HPLC d'un perméat prélevé dans le procédé de l'invention (voir Figure 3), c'est-à-dire après nanofiltration. Figure 8: Figure 8 shows an HPLC chromatogram of a permeate taken from the process of the invention (see Figure 3), that is to say after nanofiltration.
Figure 9 : La Figure 9 représente un chromatogramme CPG, dans la zone caractéristique des dimères, d'une composition riche en D-allulose prélevée dans le procédé de l'invention (voir Figure 3), c'est-à-dire avant nanofiltration. FIG. 9: FIG. 9 represents a GPC chromatogram, in the dimer characteristic zone, of a composition rich in D-allulose taken from the process of the invention (see FIG. 3), that is to say before nanofiltration. .
Figure 10 : La Figure 10 représente un chromatogramme CPG, dans la zone caractéristique des dimères, d'un perméat prélevé dans le procédé de l'invention (voir Figure 3), c'est-à-dire après nanofiltration. Figure 10: Figure 10 shows a chromatogram CPG, in the characteristic zone of dimers, a permeate taken from the process of the invention (see Figure 3), that is to say after nanofiltration.
Figure 1 1 : La Figure 1 1 représente un cliché obtenu par microscopie optique de cristaux de D- allulose comparatifs. FIG. 11: FIG. 11 represents a photograph obtained by optical microscopy of comparative D-allulose crystals.
Figure 12 : La Figure 12 représente deux clichés obtenus par microscopie optique de cristaux de D-allulose selon l'invention. Figure 12: Figure 12 shows two photographs obtained by optical microscopy of D-allulose crystals according to the invention.
Figure 13 : La Figure 13 représente un cliché obtenu par microscopie optique de cristaux de D- allulose fabriqués et commercialisés par la société CJ CheilJedang Food Ingrédient. Figure 13: Figure 13 shows a photograph obtained by light microscopy of D-allulose crystals manufactured and marketed by CJ CheilJedang Food Ingredient.
Figure 14 : La Figure 14 représente le rapport des diamètres Feret min/Feret max en fonction de la tailles de particules en volume D4,3 pour deux types de cristaux de D-allulose. Figure 14: Figure 14 shows the ratio of Feret min / Feret max diameters as a function of volume particle size D4,3 for two types of D-allulose crystals.
Figure 15 : La Figure 15 représente les diamètres Feret min et Feret max d'une particule modèle. Figure 15: Figure 15 represents the diameters Feret min and Feret max of a model particle.
Description détaillée de l'invention Detailed description of the invention
Un procédé de fabrication de cristaux de D-allulose comprend classiquement : A process for manufacturing D-allulose crystals conventionally comprises:
• une étape de concentration d'une composition riche en D-allulose pour fournir la solution mère à cristalliser ; A step of concentrating a composition rich in D-allulose to provide the mother solution to be crystallized;
• une étape de cristallisation de la solution mère pour former des cristaux de D- allulose et des eaux mères ; A step of crystallization of the stock solution to form D-allulose crystals and mother liquors;
• une étape de séparation des eaux mères et des cristaux de D-allulose. A step of separation of the mother liquors and crystals of D-allulose.
Le procédé de l'invention présente la particularité de comprendre une étape de nanofiltration.
Cette étape de nanofiltration permet de limiter la quantité de dimères de D-allulose dans la solution mère fournie dans le procédé de l'invention. Cette étape de nanofiltration a lieu dans une étape antérieure à l'étape de concentration de la composition riche en D-allulose. Cette étape permet donc la fourniture d'une solution mère de D-allulose dont la teneur en dimères de D-allulose est plus faible que celle obtenue à partir d'un même procédé n'utilisant pas cette étape de nanofiltration. The method of the invention has the particularity of comprising a nanofiltration step. This nanofiltration step makes it possible to limit the amount of D-allulose dimers in the mother solution provided in the process of the invention. This nanofiltration step takes place in a step prior to the concentration step of the composition rich in D-allulose. This step therefore allows the supply of a stock solution of D-allulose whose D-allulose dimers content is lower than that obtained from the same process not using this nanofiltration step.
Dans l'étape de nanofiltration, qui est essentielle au procédé de l'invention, deux fractions sont formées lorsque l'on soumet une composition de D-allulose à nanofiltrer : In the nanofiltration step, which is essential to the process of the invention, two fractions are formed when a nanofilter D-allulose composition is subjected to:
• un perméat, qui est appauvri en dimères de D-allulose ; A permeate, which is depleted in D-allulose dimers;
· ainsi qu'un rétentat, qui est enrichi en dimères de D-allulose. · As well as a retentate, which is enriched in D-allulose dimers.
Dans la Figure 3 qui représente un circuit de production de cristaux utile au procédé de l'invention, le Flux 6 représente le perméat et le Flux 12 représente le rétentat. Pour des raisons illustrative mais non limitative, les Flux indiqués dans la suite de la description se réfèrent aux flux du circuit de production de cette Figure 3. In Figure 3 which shows a crystal production circuit useful for the process of the invention, Flux 6 represents the permeate and Flux 12 represents the retentate. For illustrative but not limiting reasons, the flows indicated in the following description refer to the flows of the production circuit of this FIG.
Le perméat de nanofiltration est un intermédiaire permettant la fabrication de cette solution mère. The nanofiltration permeate is an intermediate for the manufacture of this mother solution.
Les termes « appauvri en dimères de D-allulose» et « enrichi en dimères de D-allulose » sont évidemment relatifs par rapport à la teneur en oligomères de D-allulose de la composition à nanofiltrer. Par « dimère de D-allulose », on entend un composé comprenant un D-allulose condensé avec au moins un second monosaccharide identique ou différent. Ces dimères sont par exemple des dimères de type D-allulose-D-allulose. The terms "depleted of D-allulose dimers" and "D-allulose dimeric enriched" are obviously relative to the D-allulose oligomer content of the nanofilter composition. By "D-allulose dimer" is meant a compound comprising a D-allulose condensed with at least a second identical or different monosaccharide. These dimers are, for example, D-allulose-D-allulose type dimers.
Ces dimères ont pu être détectés par CPG et n'ont pas pu être détectés lors de l'analyse HPLC, comme démontré dans la partie exemples. Il en découle que les quantités massiques des différents constituants, exprimées en masse sèche, sont dans la présente demande systématiquement déterminées par CPG. Pour déterminer les quantités de chacune des espèces dans la composition, l'échantillon subit généralement une étape de traitement afin de transformer les différentes espèces présentes en dérivés méthoximés triméthylsilylés. Les quantités massiques de chacune des espèces sont exprimées dans la présente Demande, sauf mention contraire, par rapport à la masse sèche totale. These dimers could be detected by GPC and could not be detected during HPLC analysis, as demonstrated in the examples section. It follows that the mass quantities of the various constituents, expressed in dry mass, are in the present application systematically determined by GPC. To determine the amounts of each of the species in the composition, the sample generally undergoes a treatment step in order to transform the various species present into trimethylsilylated methoxim derivatives. The mass quantities of each of the species are expressed in the present application, unless otherwise indicated, with respect to the total dry mass.
Les quantités de glucose, de fructose et d'allulose peuvent être déterminées dans un chromatographe en phase gazeuse équipé d'un injecteur chauffé à 300 °C, d'un détecteur à ionisation de flamme (FID) chauffé à 300^ et équipé d'une colonne DB1 capillaire de 40 mètres, présentant un diamètre interne de 0,18 mm et une épaisseur de film de 0,4 μηη, la
température de la colonne étant programmée de manière suivante : de 200 °C jusqu'à 260 °C à raison de 3 °C/m\n, puis de 260 °C jusqu'à 300 ^ à l ô 'C/min, maintien à 300 pendant 5 min.The amounts of glucose, fructose and allulose can be determined in a gas chromatograph equipped with an injector heated to 300 ° C, a flame ionization detector (FID) heated to 300 ° and equipped with a capillary DB1 column of 40 meters, having an internal diameter of 0.18 mm and a film thickness of 0.4 μηη, the the temperature of the column being programmed as follows: from 200 ° C. to 260 ° C. at a rate of 3 ° C./min, then from 260 ° C. to 300 ° C. at 1 ° C./min. at 300 for 5 min.
Par quantité de dimères de D-allulose, on entend la différence entre la quantité totale de dimères dans un échantillon, déterminée par CPG, et la quantité des dimères connus éventuellement présents, qui sont des dimères glucose-glucose tels que le maltose et l'isomaltose. Toutefois, la quantité de ces dimères glucose-glucose est généralement très faible, voire inexistante. Par exemple, dans la solution mère utile à l'invention, la quantité massique de dimères glucose-glucose est généralement inférieure à 0,2%, souvent inférieure à 0, 1 %. Il en est de même des cristaux de l'invention. By quantity of dimers of D-allulose is meant the difference between the total amount of dimers in a sample, determined by GPC, and the amount of known dimers that may be present, which are glucose-glucose dimers such as maltose and isomaltose. However, the amount of these glucose-glucose dimer is generally very low or nonexistent. For example, in the mother solution useful in the invention, the mass quantity of glucose-glucose dimer is generally less than 0.2%, often less than 0.1%. It is the same with the crystals of the invention.
La quantité éventuelle de dimères glucose-glucose peut être déterminée dans les mêmes conditions que celles décrites précédemment pour le glucose, le fructose et le D-allulose : The possible amount of glucose-glucose dimer can be determined under the same conditions as those described above for glucose, fructose and D-allulose:
• en réalisant une hydrolyse des dimères glucose-glucose de l'échantillon ; • performing hydrolysis of the glucose-glucose dimer of the sample;
• en déterminant la quantité de glucose total dans le même chromatographe et dans les mêmes conditions, le dit glucose total comprenant le glucose initial dit libre et le glucose issu de l'hydrolyse des dimères glucose-glucose ; • by determining the amount of total glucose in the same chromatograph and under the same conditions, said total glucose comprising the initial glucose said free and the glucose from the hydrolysis of glucose-glucose dimer;
• en soustrayant, à cette quantité de glucose total, la quantité de glucose initial de l'échantillon. • subtracting, from this amount of total glucose, the amount of initial glucose in the sample.
La quantité totale de dimères peut quant à elle être déterminée dans un chromatographe en phase gazeuse dans les mêmes conditions que décrites précédemment, à la différence que la colonne utilisée est une colonne DB1 capillaire de 30 mètres, présentant un diamètre interne de 0,32 mm et une épaisseur de film de 0,25 μηη et la température de la colonne est programmée de manière suivante : de 200 qC jusqu'à 280 ^ à raison de 5 °C/m\n, maintien à 280qC pendant 6 min, puis de 280 °C jusqu'à 320qC à 5°C/m\n, maintien à 320 pendant 5 min. The total amount of dimer can in turn be determined in a gas chromatograph under the same conditions as previously described, with the difference that the column used is a capillary DB1 column of 30 meters, having an internal diameter of 0.32 mm. and 0.25 μηη film thickness and the column temperature is programmed as follows: 200 to 280 C q ^ at 5 ° C / m \ n, q maintaining at 280 C for 6 min and then 280 ° C up to 320 q C to 5 ° C / m \ n, hold at 320 for 5 min.
La méthode est décrite plus en détail dans la partie Exemples. The method is described in more detail in the Examples section.
Pour réaliser l'étape de nanofiltration utile à l'invention, la composition à nanofiltrer est passée sur une membrane de nanofiltration. Elle présente généralement une matière sèche allant de 5 à 15%. In order to carry out the nanofiltration step that is useful for the invention, the nanofiltration composition is passed over a nanofiltration membrane. It generally has a dry matter ranging from 5 to 15%.
La température de cette composition à nanofiltrer peut aller de 10 à 80°C, généralement de 15 à 50 °C, souvent aux alentours de 20qC. The temperature of this composition nanofiltrer can range from 10 to 80 ° C, usually 15 to 50 ° C, often around 20 q C.
L'Homme du métier saura choisir la membrane utile à cette séparation. Cette membrane de nanofiltration peut avoir un seuil de coupure inférieur à 300 Da, de préférence allant de 150 à 250 Da. Idéalement, la membrane a un taux de réjection de MgS04 d'au moins 98%. Il peut notamment s'agir d'une membrane de type Dairy DK ou Duracon NF1 fabriquées par GE®.
La pression appliquée à la membrane peut également varier largement et peut aller de 1 à 50 bars, de préférence de 5 à 40 bars, tout préférentiellement de 15 à 35 bars. Those skilled in the art will be able to choose the membrane useful for this separation. This nanofiltration membrane may have a cut-off threshold of less than 300 Da, preferably ranging from 150 to 250 Da. Ideally, the membrane has a MgSO4 rejection rate of at least 98%. It may especially be a membrane Dairy DK type or Duracon NF1 manufactured by GE ® . The pressure applied to the membrane may also vary widely and may range from 1 to 50 bar, preferably from 5 to 40 bar, most preferably from 15 to 35 bar.
Cette étape de nanofiltration peut être accompagnée d'une phase de diafiltration. This nanofiltration step may be accompanied by a diafiltration phase.
De préférence, le facteur de concentration volumique (FCV) de la nanofiltration va de 2 à 20. Ce facteur de concentration volumique est aisément réglé par l'Homme du métier. Preferably, the volume concentration factor (FCV) of the nanofiltration ranges from 2 to 20. This volume concentration factor is easily adjusted by the person skilled in the art.
Cette étape de nanofiltration peut être réalisée en continu. This nanofiltration step can be carried out continuously.
Selon l'invention, l'étape de fourniture d'une composition riche en D-allulose peut comprendre : According to the invention, the step of providing a composition rich in D-allulose can comprise:
• une étape de fourniture d'une composition comprenant du D-fructose (Flux 1 ou 1 ') ;A step of providing a composition comprising D-fructose (Flux 1 or 1 ');
• une étape d'épimérisation pour former une composition comprenant du D-fructose et du D-allulose (Flux 2) ; An epimerization step to form a composition comprising D-fructose and D-allulose (Flux 2);
• une étape de chromatographie pour fournir une composition riche en D-allulose (Flux 5) et un raffinât, qui est une composition riche en D-fructose (Flux 14). A chromatography step to provide a composition rich in D-allulose (Stream 5) and a raffinate, which is a composition rich in D-fructose (Flux 14).
De préférence, l'étape de nanofiltration est réalisée entre l'étape de fourniture de la composition riche en D-allulose (Flux 5) et l'étape de concentration pour fournir la solution mère de D- allulose (Flux 7). L'étape de nanofiltration de ladite composition riche en D-allulose fournit un rétentat (Flux 12) et un perméat (Flux 6). Preferably, the nanofiltration step is performed between the step of providing the D-allulose rich composition (Stream 5) and the concentration step to provide the D-allulose stock solution (Stream 7). The nanofiltration step of said composition rich in D-allulose provides a retentate (Flux 12) and a permeate (Flux 6).
Ainsi, une variante du préféré de l'invention qui comprend : Thus, a variant of the preferred embodiment of the invention which comprises:
• une étape de fourniture d'une composition riche en D-allulose ; A step of providing a composition rich in D-allulose;
• une étape de nanofiltration de ladite composition riche en D-allulose pour fournir un rétentat et un perméat ; A nanofiltration step of said composition rich in D-allulose to provide a retentate and a permeate;
• une étape de récupération du perméat de nanofiltration ; A nanofiltration permeate recovery step;
• une étape de concentration de ce perméat pour fournir la solution mère de D- allulose. A concentration step of this permeate to provide the stock solution of D-allulose.
Dans le procédé de l'invention, l'étape de nanofiltration est ainsi avantageusement réalisée sur la composition riche en D-allulose issue de l'étape de chromatographie, juste avant l'étape de concentration qui fournit la solution mère. C'est dans cette configuration que le procédé permet de limiter de manière la plus efficace la quantité de dimères de D-allulose dans la solution mère à cristalliser, et d'augmenter donc de manière la plus importante le rendement global en cristaux de D-allulose. In the process of the invention, the nanofiltration step is thus advantageously carried out on the composition rich in D-allulose resulting from the chromatography step, just before the concentration step which provides the stock solution. It is in this configuration that the process makes it possible most effectively to limit the quantity of D-allulose dimers in the mother solution to be crystallized, and therefore to increase the overall yield of crystals of D-allly. allulose.
Par composition riche en D-allulose, on entend généralement une composition présentant en masse sèche une teneur massique de D-allulose supérieure à 80%, avantageusement allant de 80 à 99%, préférentiellement de 82 à 98%.
En ce qui concerne le perméat obtenu, sa matière sèche peut varier, par exemple dans la gamme allant de 3 à 15%. Le perméat peut notamment comprendre, en plus du D-allulose, du D-fructose et du glucose, ainsi que d'autres sucres éventuellement présents. La composition de ce filtrat peut être très différente et dépend de la composition à nanofiltrer. A l'issue de cette étape de nanofiltration, le perméat récupéré peut comprendre, par rapport à sa masse sèche, de 0 à 1 ,2% de dimères de D-allulose, par exemple de 0,1 à 1 ,0%, notamment de 0,15 à 0,5%. Le perméat peut être soumis, à une ou plusieurs étapes telles qu'une étape de mélange avec un produit additionnel, une étape de séparation, une étape de purification, une étape d'épimérisation ou une étape de concentration. By composition rich in D-allulose, generally means a composition having in dry mass a mass content of D-allulose greater than 80%, preferably ranging from 80 to 99%, preferably 82 to 98%. As regards the permeate obtained, its dry matter may vary, for example in the range from 3 to 15%. The permeate may in particular comprise, in addition to D-allulose, D-fructose and glucose, as well as other sugars that may be present. The composition of this filtrate can be very different and depends on the nanofilter composition. At the end of this nanofiltration step, the recovered permeate may comprise, relative to its dry mass, from 0 to 1.2% D-allulose dimers, for example from 0.1 to 1.0%, in particular from 0.15 to 0.5%. The permeate may be subjected to one or more steps such as a mixing step with an additional product, a separation step, a purification step, an epimerization step or a concentration step.
En ce qui concerne le rétentat obtenu, sa matière sèche peut également varier largement, par exemple dans la gamme allant de 15 à 40%. Il peut comprendre principalement du D-fructose, du D-allulose, du glucose et des dimères de D-allulose. Selon une variante, le rétentat est récupéré, éventuellement mélangé avec une composition additionnelle de D-allulose, pour fournir, après une étape de concentration éventuelle, un sirop de D-allulose. With regard to the retentate obtained, its dry matter may also vary widely, for example in the range of 15 to 40%. It may comprise mainly D-fructose, D-allulose, glucose and D-allulose dimers. According to one variant, the retentate is recovered, optionally mixed with an additional composition of D-allulose, to provide, after a possible concentration step, a syrup of D-allulose.
Dans la variante préférée où la composition riche en D-allulose qui comprend des dimères de D-allulose est soumise à une étape de nanofiltration, le perméat obtenu (Flux 6), dit « perméat préféré », comprend de préférence en masse sèche : In the preferred variant in which the D-allulose-rich composition which comprises D-allulose dimers is subjected to a nanofiltration step, the permeate obtained (Stream 6), referred to as "preferred permeate", preferably comprises in dry mass:
• de 80 à 99% de D-allulose ; 80 to 99% of D-allulose;
• de 0 à 20% de D-fructose ; 0 to 20% of D-fructose;
· de 0 à 10% de glucose ; 0 to 10% glucose;
• de 0 à 1 ,2% de dimères de D-allulose. From 0 to 1, 2% D-allulose dimers.
Comme indiqué ci-dessus, ce perméat préféré peut être directement soumis à une étape de concentration pour obtenir la solution mère à cristalliser (Flux 7). As indicated above, this preferred permeate can be directly subjected to a concentration step to obtain the stock solution to be crystallized (Stream 7).
Il est précisé que dans la présente Demande, hormis les cristaux de D-allulose, l'ensemble des compositions sont généralement des compositions aqueuses. En d'autres termes, le solvant des constituants secs comprend de l'eau. Le solvant des compositions est généralement constitué d'eau ou d'un mélange d'eau et d'alcool tel que, par exemple, l'éthanol. Préférentiellement, le solvant des compositions est de l'eau. It is specified that in the present application, apart from D-allulose crystals, all the compositions are generally aqueous compositions. In other words, the solvent of the dry constituents comprises water. The solvent of the compositions is generally water or a mixture of water and alcohol such as, for example, ethanol. Preferably, the solvent of the compositions is water.
Ainsi, la solution mère de D-allulose utile à l'invention consiste généralement en une solution aqueuse de D-allulose. La solution mère présente généralement une matière sèche d'au moins 75%, par exemple de 80 à 95%, préférentiellement de 81 à 92%, tout préférentiellement de 83 à 89%.
Pour atteindre cette matière sèche, il est nécessaire de réaliser une étape de concentration. Cette étape peut être réalisée sur une composition riche en D-allulose, la seule exigence est que cette composition riche en D-allulose ait été obtenue par un procédé comprenant, dans une étape antérieure, l'étape de nanofiltration utile à l'invention. Cette composition riche en D- allulose soumise à l'étape de concentration peut ainsi être le perméat préféré décrit précédemment, mais également une composition riche en D-allulose obtenue par chromatographie, ou encore un mélange d'un perméat avec une composition riche en D- allulose additionnelle. Préférentiellement, la composition riche en D-allulose soumise à l'étape de concentration est le perméat préféré. Thus, the D-allulose stock solution useful in the invention generally consists of an aqueous solution of D-allulose. The stock solution generally has a solids content of at least 75%, for example 80 to 95%, preferably 81 to 92%, most preferably 83 to 89%. To reach this dry matter, it is necessary to carry out a concentration step. This step can be performed on a composition rich in D-allulose, the only requirement is that this composition rich in D-allulose was obtained by a process comprising, in an earlier step, the nanofiltration step useful to the invention. This composition rich in D-allulose subjected to the concentration step can thus be the preferred permeate described above, but also a composition rich in D-allulose obtained by chromatography, or a mixture of a permeate with a composition rich in D - additional allulose. Preferably, the composition rich in D-allulose subjected to the concentration step is the preferred permeate.
La formation de dimères de D-allulose se produisant également lors de l'étape de concentration, il est préférable de sélectionner des conditions permettant de limiter les quantités formées en ces dimères. L'étape de concentration est ainsi généralement réalisée sous vide, par exemple à une pression de 5 à 100 mbars, de préférence allant de 20 à 70mbars. Ce vide permet de diminuer la température nécessaire à l'évaporation et de réduire la durée de cette étape de concentration. Elle peut être réalisée à une température allant de 30 à 80 °C, avantageusement de 34 à 70^, préférentiellement de 37 à 50°C. Cette étape de concentration peut être réalisée dans un évaporateur simple étage, un évaporateur multiples étages, par exemple un évaporateur double étages. A l'issue de l'étape de concentration, la solution mère de D-allulose utile à l'invention est obtenue. The formation of D-allulose dimers also occurring during the concentration step, it is preferable to select conditions to limit the amounts formed in these dimers. The concentration step is thus generally carried out under vacuum, for example at a pressure of 5 to 100 mbar, preferably ranging from 20 to 70 mbar. This vacuum makes it possible to reduce the temperature necessary for evaporation and to reduce the duration of this concentration step. It can be carried out at a temperature ranging from 30 to 80.degree. C., advantageously from 34 to 70%, preferably from 37 to 50.degree. This concentration step can be carried out in a single-stage evaporator, a multi-stage evaporator, for example a double-stage evaporator. At the end of the concentration step, the D-allulose stock solution that is useful for the invention is obtained.
Cette étape de concentration peut être réalisée en continu. This concentration step can be carried out continuously.
La solution mère obtenue peut comprendre en masse sèche : The mother solution obtained can comprise in dry mass:
• de 80 à 99% de D-allulose, de préférence de 85 à 98% ; From 80 to 99% of D-allulose, preferably from 85 to 98%;
• de 0 à 20% de D-fructose, de préférence de 0,5 à 15% ; From 0 to 20% of D-fructose, preferably from 0.5 to 15%;
• de 0 à 10% de glucose, de préférence de 0 à 5% ; 0 to 10% glucose, preferably 0 to 5%;
· de 0 à 1 ,5% de dimères de D-allulose, par exemple de 0,1 à 1 ,2%, préférentiellement de 0,4 à 1 ,1 %. From 0 to 1.5% dimers of D-allulose, for example from 0.1 to 1.2%, preferably from 0.4 to 1.1%.
Le procédé selon l'invention comprend en outre une étape de cristallisation de ladite solution mère de D-allulose pour former une suspension de cristaux de D-allulose. Cette suspension comprend des cristaux et eaux mères de cristallisation qui sont également formées lors de cette étape. The method according to the invention further comprises a step of crystallizing said D-allulose stock solution to form a suspension of D-allulose crystals. This suspension comprises crystals and mother liquors of crystallization which are also formed during this step.
Cette étape de cristallisation peut être de tout type. Il peut notamment s'agir d'une étape de cristallisation par refroidissement ou une étape de cristallisation par évapocristallisation. L'Homme du métier saura trouver les conditions de mise en œuvre qui sont notamment décrites
dans le document WO 201 1/1 19004. Toutefois, il faut noter que les étapes de cristallisation décrites dans ces documents sont rendues plus faciles à réaliser du fait de la préparation particulière de la solution mère utile à l'invention. This crystallization step can be of any type. It may especially be a cooling crystallization step or an evapocrystallization crystallization step. The skilled person will find the conditions of implementation which are described in particular in WO 201 1/1 19004. However, it should be noted that the crystallization steps described in these documents are made easier to achieve because of the particular preparation of the mother solution useful for the invention.
A l'issue de l'étape de cristallisation, à partir de la suspension de cristaux (Flux 9) les cristaux (Flux 10) sont séparés des eaux mères (Flux 13), notamment par une étape de filtration et/ou de centrifugation. Cette étape de séparation se fait plus préférentiellement en batch. At the end of the crystallization step, from the suspension of crystals (Flux 9) the crystals (Flux 10) are separated from the mother liquors (Flux 13), in particular by a filtration and / or centrifugation step. This separation step is more preferably in batch.
Les eaux mères (Flux 13) présentent généralement une matière sèche allant de 70 à 80%. Elles peuvent comprendre en masse sèche : The mother liquors (flux 13) generally have a solids content ranging from 70 to 80%. They can include in dry mass:
• de 80 à 99% de D-allulose, de préférence de 82 à 95% ; From 80 to 99% of D-allulose, preferably from 82 to 95%;
· de 0 à 20% de D-fructose, de préférence de 0,5 à 15% ; From 0 to 20% of D-fructose, preferably from 0.5 to 15%;
• de 0 à 10% de glucose, de préférence de 0 à 5% ; 0 to 10% glucose, preferably 0 to 5%;
• de 0 à 3% de dimères de D-allulose, par exemple de 0,1 à 2,9%, notamment de 1 à 2,5%. From 0 to 3% D-allulose dimers, for example from 0.1 to 2.9%, especially from 1 to 2.5%.
Les cristaux obtenus peuvent être soumis à une étape de clairçage à l'eau froide et/ou à l'alcool, notamment l'éthanol. Ces cristaux peuvent être ensuite séchés (Flux 1 1 ) par une étape de séchage qui peut se faire dans tout type de séchoir adapté. Les cristaux de D-allulose présentent une teneur en eau inférieure à 5%, de préférence inférieure à 1%. The crystals obtained can be subjected to a step of clearing with cold water and / or alcohol, especially ethanol. These crystals can then be dried (Flux 1 1) by a drying step that can be done in any type of suitable dryer. The D-allulose crystals have a water content of less than 5%, preferably less than 1%.
Cette étape de cristallisation peut être réalisée en continu, notamment à l'aide d'un cristallisoir vertical, dont un exemple est représenté à la Figure 5. This crystallization step can be carried out continuously, in particular using a vertical crystallizer, an example of which is shown in FIG. 5.
Selon un mode tout préféré, l'étape de cristallisation comprend un stade d'évapo- refroidissement adiabatique, réalisé dans un cristallisoir-évaporateur adiabatique sous vide pour former une masse-cuite (Flux 8), suivi d'un stade de cristallisation par refroidissement de ladite masse-cuite pour fournir une suspension de cristaux (Flux 9). Un évapo-refroidissement adiabatique provoque un refroidissement immédiat de la solution mère à cristalliser. De préférence, le cristallisoir-évaporateur est équipé d'un condenseur et l'eau condensée lors de ce stade est réinjectée en continu le long des parois en haut du cristallisoir pour maintenir stable la matière sèche. Cette étape de cristallisation préférée comprenant deux stades distincts, combinée à l'étape de nanofiltration dans une configuration particulière du procédé de l'invention, a permis d'obtenir de manière continue les cristaux de l'invention qui sont décrits plus bas dans la description. Ceci est lié au fait que cette étape de cristallisation préférée, notamment le stade d'évapo-refroidissement, permet également de limiter de manière très importante la formation in-situ de dimères de D-allulose. Sans être liée à une quelconque théorie, la Demanderesse l'explique par le fait que la solution mère peut être refroidie de
manière quasiment instantanée lors de son introduction dans le cristallisoir-évaporateur, à la différence des procédés de cristallisation déjà connus du D-allulose qui décrivent le refroidissement naturel de la solution mère, voire par une rampe de refroidissement à l'aide d'un échangeur de chaleur comme décrit dans la demande WO2016/064087. Les cristaux selon l'invention présentent une pureté et des propriétés améliorées, bien que le premier stade de l'étape de cristallisation soit un stade d'évapo-refroidissement instantané, ce qui raccourcit la durée de l'étape de cristallisation. Or, ceci est contraire à ce qu'aurait envisagé l'Homme du métier, pour qui l'obtention de cristaux améliorés demande une durée de cristallisation augmentée. In a most preferred embodiment, the crystallization step comprises an adiabatic evaporative cooling step, carried out in an adiabatic evaporator-evaporator under vacuum to form a mass-cooked product (Stream 8), followed by a cooling crystallization stage. of said massecuite to provide a suspension of crystals (Flux 9). An adiabatic evapo-cooling causes an immediate cooling of the stock solution to crystallize. Preferably, the crystallizer-evaporator is equipped with a condenser and the condensed water during this stage is reinjected continuously along the walls at the top of the crystallizer to maintain stable dry matter. This preferred crystallization step comprising two distinct stages, combined with the nanofiltration step in a particular configuration of the process of the invention, made it possible to continuously obtain the crystals of the invention which are described below in the description. . This is related to the fact that this preferred crystallization step, especially the evapo-cooling stage, also makes it possible to very significantly limit the in-situ formation of D-allulose dimers. Without being bound to any theory, the Applicant explains it by the fact that the mother solution can be cooled by virtually instantaneous manner when it is introduced into the crystallizer-evaporator, unlike the already known crystallization processes of D-allulose, which describe the natural cooling of the stock solution, or even by a cooling ramp with the aid of a heat exchanger of heat as described in WO2016 / 064087. The crystals according to the invention have improved purity and properties, although the first stage of the crystallization step is an instant evaporative cooling step, which shortens the duration of the crystallization step. However, this is contrary to what would be envisaged by those skilled in the art, for whom obtaining improved crystals requires an increased crystallization time.
Lors du stade d'évapo-refroidissement, la température peut aller de 30 à 40 °C, de préférence allant de 33 à 37 °C, par exemple d'environ 35 °C. Cette température est aisément atteinte par l'Homme du métier en déterminant la dépression adéquate à appliquer. Ainsi, la pression dans le cristallisoir-évaporateur peut aller de 30 à 50 mbar. Un cristallisoir adiabatique peut notamment être un cristallisoir à tube de tirage de type DT (pour Draft Tube) ou de type DTB (pour Draft Tube Baffle), à circulation forcée ou à circulation forcée indirecte (IFC®). De préférence, ce stade d'évapo-refroidissement est continu. Lors de ce stade, les amorces sont générées en continu par phénomène de nucléation spontanée dans l'évapo-cristalllisoir par la sursaturation créée par le refroidissement rapide ; ainsi, il n'y a pas à proprement parler d'introduction d'amorces dans ce cas. A titre non limitatif, une possibilité de réaliser ce stade d'évapo-refroidissement en continu est décrite dans la partie Exemples et à la Figure 4, où une fraction des cristaux formés lors du stade d'évapo-refroidissement (Flux 7d) est mélangée dans le Flux 7b d'alimentation du cristallisoir-évaporateur, ce qui permet d'obtenir un Flux 7c qui comprend, au moment de l'introduction dans le cristallisoir-évaporateur, des cristaux qui vont pouvoir encore grossir lors de ce nouveau passage dans le cristallisoir-évaporateur. Selon cet exemple, le Flux 7b peut être obtenu à partir d'un mélange du Flux 7 et du Flux 7a, qui consiste en un sirop sursaturé de D-allulose récupéré dans le cristallisoir-évaporateur, qui comprend des « fines », c'est-à-dire les cristaux les plus fins de D-allulose du cristallisoir. Selon cette variante, le Flux 7 peut avantageusement, avant mélange, passer dans un échangeur de chaleur, ce passage permettant de réchauffer de manière quasiment immédiate le Flux 7 avant de le mélanger immédiatement avec le Flux 7a. Ceci permet alors de refondre les fines du Flux 7a et refroidir le Flux 7 pour obtenir un Flux 7b exempt de ces fines. In the evapo-cooling stage, the temperature can range from 30 to 40 ° C, preferably from 33 to 37 ° C, for example about 35 ° C. This temperature is easily reached by those skilled in the art by determining the adequate depression to be applied. Thus, the pressure in the crystallizer-evaporator can range from 30 to 50 mbar. An adiabatic crystallizer may in particular be a crystallizer type DT draft tube (Draft tube) or type DTB (Draft Tube Baffle), forced circulation or indirect forced circulation (IFC ® ). Preferably, this evapo-cooling stage is continuous. At this stage, the primers are generated continuously by spontaneous nucleation phenomenon in the evapo-crystallizer by the supersaturation created by the rapid cooling; thus, there is no proper introduction of primers in this case. Without limitation, a possibility of carrying out this continuous evapo-cooling stage is described in the Examples section and in FIG. 4, where a fraction of the crystals formed during the evapo-cooling stage (Flux 7d) is mixed. in the feed stream 7b of the crystallizer-evaporator, which makes it possible to obtain a stream 7c which comprises, at the time of introduction into the crystallizer-evaporator, crystals which will be able to be further enlarged during this new passage through the crystallizer-evaporator. According to this example, Flux 7b can be obtained from a mixture of Flux 7 and Flux 7a, which consists of a supersaturated syrup of D-allulose recovered in the crystallizer-evaporator, which comprises "fines", c that is, the finest crystals of D-allulose from the crystallizer. According to this variant, Flux 7 can advantageously, before mixing, pass into a heat exchanger, this passage allowing to warm up Flux 7 almost immediately before mixing it immediately with Flux 7a. This then makes it possible to remelt the fines of the Flux 7a and to cool the Flux 7 to obtain a Flux 7b free of these fines.
A l'issue de ce stade, on récupère une masse-cuite de cristaux de D-allulose (Flux 8), c'est-à- dire une suspension de cristaux, présentant généralement une petite taille. Le temps de séjour moyen de la masse-cuite lors de ce stade d'évaporefroidissement peut être compris entre 5 et
15 heures. La taille moyenne en volume D4,3 des cristaux en suspension dans la masse-cuite va généralement de 50 à 200 μηη. At the end of this stage, a mass-cooked D-allulose crystal (Flux 8), that is to say a suspension of crystals, generally having a small size, is recovered. The average residence time of the massecuite during this evaporative cooling stage can be between 5 and 15 hours. The average volume size D4,3 of the crystals suspended in the massecuite generally ranges from 50 to 200 μηη.
Le stade de cristallisation par refroidissement se fait de manière classique en refroidissant la masse-cuite obtenue lors du stade d'évapo-refroidissement (Flux 8). La durée de ce stade de cristallisation peut aller de 25 à 50 heures. La température de début de cristallisation dépend généralement de la température de la masse-cuite introduite et peut notamment aller de 30 à 40^, de préférence allant de 33 à 37^, par exemple d'environ 35^. Ce stade se fait généralement sous agitation mécanique. De préférence, lors de la cristallisation par refroidissement, la température est diminuée à une vitesse allant de 0,3 à 0,5°C par heure. La Figure 5 représente un exemple de cristallisoir vertical avec, sur les côtés, différents échangeurs thermiques permettant de régler la température dans le cristallisoir. Lors de cette opération, on préfère que la différence de température entre la masse-cuite et l'eau de l'échangeur n'excède pas 5°C. Le stade de cristallisation par refroidissement peut être de préférence réalisé en continu, notamment dans un cristallisoir vertical. The cooling crystallization stage is carried out in a conventional manner by cooling the massecuite obtained during the evapo-cooling stage (Stream 8). The duration of this crystallization stage can range from 25 to 50 hours. The crystallization start temperature generally depends on the temperature of the introduced filler and may especially range from 30 to 40%, preferably from 33 to 37%, for example about 35%. This stage is usually done with mechanical stirring. Preferably, during cooling crystallization, the temperature is decreased at a rate of 0.3 to 0.5 ° C per hour. Figure 5 shows an example of a vertical crystallizer with, on the sides, different heat exchangers for adjusting the temperature in the crystallizer. During this operation, it is preferred that the temperature difference between the massecuite and the water of the exchanger does not exceed 5 ° C. The cooling crystallization stage may preferably be carried out continuously, in particular in a vertical crystallizer.
Ainsi, une variante préférée du procédé de l'invention comprend : Thus, a preferred variant of the method of the invention comprises:
• une étape de fourniture d'une composition riche en D-allulose (Flux 5) ; A step of providing a composition rich in D-allulose (Stream 5);
• une étape de nanofiltration de ladite composition riche en D-allulose pour fournir un rétentat (Flux 12) et un perméat (Flux 6) ; A nanofiltration step of said composition rich in D-allulose to provide a retentate (Flux 12) and a permeate (Flux 6);
• une étape de récupération du perméat de nanofiltration ; A nanofiltration permeate recovery step;
· une étape de concentration de ce perméat pour fournir la solution mère de D- allulose (Flux 7) ; A step of concentration of this permeate to provide the stock solution of D-allulose (Stream 7);
• une étape de cristallisation comprenant : A crystallization step comprising:
i. un stade d'évapo-refroidissement adiabatique, réalisé dans un cristallisoir-évaporateur adiabatique sous vide pour former une masse- cuite (Flux 8), i. an adiabatic evapo-cooling stage, carried out in an adiabatic evaporator-evaporator under vacuum to form a mass-cooked product (Flux 8),
ii. suivi d'un stade de cristallisation par refroidissement de ladite masse- cuite pour former une suspension de cristaux (Flux 9). ii. followed by a crystallization stage by cooling said massecuite to form a crystal suspension (Flux 9).
Hormis les avantages liés aux cristaux eux-mêmes, un avantage de cette variante préférée du procédé de l'invention est que les cristaux obtenus peuvent être encore plus aisément séparés des eaux mères de cristallisation et plus facilement séchés. Ceci est principalement lié à la forme des cristaux obtenue. Apart from the advantages related to the crystals themselves, an advantage of this preferred variant of the process of the invention is that the crystals obtained can be more easily separated from the mother liquors of crystallization and more easily dried. This is mainly related to the shape of the crystals obtained.
Pour démarrer une étape de cristallisation, des amorces de D-allulose sont généralement introduites dans le cristallisoir sélectionné. Ces amorces de D-allulose consistent en des
cristaux de D-allulose de petite taille, présentant par exemple une taille allant de 10 à 100 μηη. La quantité massique d'amorce peut varier largement selon le type de cristallisoir utilisé. Elle peut aller de 0,001 à 1 %, souvent de 0,01 à 0,7%, généralement de 0,05 à 0,5% par rapport à la masse de D-allulose dans la solution mère. Ces quantités sont particulièrement adaptées lorsque l'on réalise une étape de cristallisation par refroidissement à partir d'une solution mère de D-allulose. Comme évoqué ci-dessus, il est également possible de créer des amorces in situ lorsque l'on utilise une étape d'évapo-refroidissement. To start a crystallization step, D-allulose primers are generally introduced into the selected crystallizer. These D-allulose primers consist of D-allulose crystals of small size, for example having a size ranging from 10 to 100 μηη. The mass amount of primer can vary widely depending on the type of crystallizer used. It can range from 0.001 to 1%, often from 0.01 to 0.7%, generally from 0.05 to 0.5% relative to the mass of D-allulose in the stock solution. These amounts are particularly suitable when a crystallization step is carried out by cooling from a stock solution of D-allulose. As mentioned above, it is also possible to create primers in situ when using an evapo-cooling step.
De préférence, l'étape de cristallisation est réalisée moins d'une heure après l'étape de concentration, de préférence moins de 30 minutes après. Tout préférentiellement, l'étape de cristallisation est réalisée immédiatement après l'étape de concentration. Ceci permet de limiter encore, au moment de l'étape de cristallisation, la quantité de dimères dans la solution mère à cristalliser. Preferably, the crystallization step is carried out less than one hour after the concentration step, preferably less than 30 minutes later. Most preferably, the crystallization step is carried out immediately after the concentration step. This makes it possible to further limit, at the time of the crystallization step, the quantity of dimers in the mother solution to be crystallized.
Une fois récupérés après séchage, les cristaux peuvent également être soumis à une étape supplémentaire de tamisage, qui permet de cribler ces cristaux et, selon la fraction récupérée après tamisage, d'augmenter ou diminuer la taille des cristaux. Par exemple, cette étape supplémentaire permet, par rapport à la taille des cristaux soumis à l'étape de tamisage, de récupérer une fraction de plus petite taille moyenne en volume D4,3 de cristaux de D-allulose passée à travers le tamis ainsi qu'une fraction de plus grande taille moyenne en volume D4,3 de cristaux de D-allulose restant dans le tamis. Pour modifier la population de cristaux et obtenir la fraction D 4,3 désirée, il suffit à l'Homme du métier de sélectionner la taille des mailles du tamis. Once recovered after drying, the crystals may also be subjected to an additional sieving step, which makes it possible to screen these crystals and, depending on the fraction recovered after sieving, to increase or decrease the size of the crystals. For example, this additional step makes it possible, relative to the size of the crystals subjected to the sieving step, to recover a fraction of smaller average size in volume D4,3 of crystals of D-allulose passed through the sieve as well as a larger average volume fraction D4.3 of D-allulose crystals remaining in the sieve. To modify the crystal population and obtain the desired fraction D 4.3, it is sufficient for a person skilled in the art to select the mesh size of the sieve.
Il va sans dire que le procédé selon l'invention peut comprendre d'autres étapes, telles que les autres étapes figurant dans le procédé classique décrit précédemment et qui vont être décrites en détail par la suite. Le procédé selon l'invention peut également comprendre des étapes additionnelles de purification et également des étapes de dilution ou de concentration intermédiaires en vue de régler la matière sèche et ainsi réaliser dans les meilleures conditions les différentes étapes du procédé de l'invention. L'ensemble de ces étapes peuvent être réalisées en continu. It goes without saying that the method according to the invention may comprise other steps, such as the other steps in the conventional method described above and which will be described in detail later. The process according to the invention may also comprise additional purification steps and also intermediate dilution or concentration steps in order to regulate the dry matter and thus perform the various steps of the process of the invention under the best conditions. All of these steps can be performed continuously.
La composition de D-fructose fournie (Flux 1 ) pour réaliser l'étape d'épimérisation peut être un sirop de D-fructose, qui peut être obtenu par dissolution de cristaux de D-fructose dans de l'eau ou un sirop de glucose/D-fructose. Préférentiellement, cette composition comprend un sirop de glucose/D-fructose qui comprend au moins 90% en poids sec de D-fructose, préférentiellement au moins 94% de D-fructose. Dans un mode préféré qui sera explicité plus loin dans la
description, la composition de D-fructose fournie pour réaliser l'étape ultérieure d'épimérisation est un mélange (Flux 1 ') de ce sirop de D-fructose avec au moins une fraction recyclée qui peut être le raffinât en tout ou partie (Flux 14 ou 16), cette fraction recyclée pouvant comprendre une quantité de D-allulose supérieure. The D-fructose composition provided (Stream 1) for carrying out the epimerization step can be a D-fructose syrup, which can be obtained by dissolving D-fructose crystals in water or a glucose syrup. / D-fructose. Preferably, this composition comprises a glucose / D-fructose syrup which comprises at least 90% by dry weight of D-fructose, preferably at least 94% of D-fructose. In a preferred mode that will be explained later in the description, the D-fructose composition provided to carry out the subsequent epimerization step is a mixture (Flux 1 ') of this D-fructose syrup with at least one recycled fraction which may be the raffinate in whole or in part (Flow 14 or 16), this recycled fraction may comprise a higher amount of D-allulose.
La composition de D-fructose soumise à l'étape d'épimérisation peut comprendre : The D-fructose composition subjected to the epimerization step may comprise:
• de 0 à 10% de D-allulose ; 0 to 10% of D-allulose;
• de 70 à 100% de D-fructose ; • 70 to 100% D-fructose;
• de 0 à 10% de glucose ; • 0 to 10% glucose;
• de 0 à 15% de dimère de D-allulose. 0 to 15% D-allulose dimer.
L'étape d'épimérisation est réalisée à partir de la composition de D-fructose fournie précédemment, éventuellement après réglage de la matière sèche. Cette étape est généralement réalisée à une matière sèche allant de 30 à 60%, souvent de 45 à 55%. On introduit dans cette composition une enzyme de type D-psicose epimerase ou une composition comprenant cette enzyme. La composition comprenant cette enzyme peut être un lyophilisât d'un microorganisme hôte synthétisant la D-psicose epimerase, celui-ci pouvant être le Bacillus subtilis, notamment celui décrit dans la demande WO2015/032761 A1 . Le pH est réglé selon l'enzyme utilisée, par exemple à un pH allant de 5,5 à 8,5. La réaction peut être réalisée en chauffant à une température allant de 40 à 70qC, souvent de 45 à 60°C. La réaction peut durer de 0,1 à 100 heures, par exemple de 0,2 à 60 heures. Cette réaction peut par exemple se faire sur une colonne enzymatique, ce qui présente l'avantage de travailler également en continu sur cette étape. Il est également possible pour fonctionner en continu de travailler séquentiellement avec plusieurs réacteurs. Pour réaliser cette étape d'épimérisation, on peut notamment utiliser l'enseignement du document WO 2015/032761 A1. The epimerization step is carried out from the D-fructose composition provided above, optionally after adjusting the dry matter. This step is generally carried out at a solids content ranging from 30 to 60%, often from 45 to 55%. A D-psicose epimerase type enzyme or a composition comprising this enzyme is introduced into this composition. The composition comprising this enzyme may be a lyophilizate of a host microorganism synthesizing D-psicose epimerase, which may be Bacillus subtilis, in particular that described in application WO2015 / 032761 A1. The pH is adjusted according to the enzyme used, for example at a pH ranging from 5.5 to 8.5. The reaction may be carried out by heating at a temperature ranging from 40 to 70 q C, often from 45 to 60 ° C. The reaction may last from 0.1 to 100 hours, for example from 0.2 to 60 hours. This reaction can for example be done on an enzyme column, which has the advantage of also working continuously on this step. It is also possible to work continuously working sequentially with multiple reactors. To carry out this epimerization stage, it is particularly possible to use the teaching of document WO 2015/032761 A1.
A l'issue de la réaction est formée une composition comprenant du D-fructose et du D-allulose, généralement selon un ratio massique D-fructose / D-allulose allant de 85/15 à 55/45, souvent selon un ratio massique D-fructose / D-allulose allant de 80/20 à 60/40. Ce ratio dépend des paramètres d'épimérisation utilisés et, bien évidemment, de la quantité de D-allulose et de D- fructose dans la composition de D-fructose fournie dans l'étape d'épimérisation ; la quantité de D-allulose dans cette composition peut être notamment plus importante en cas de recyclage. A l'issue de cette étape d'épimérisation, si nécessaire, une étape de filtration peut être réalisée pour récupérer les débris cellulaires éventuellement présents, notamment lorsqu'un lyophilisât d'un microorganisme hôte est utilisé. Cette étape peut consister en une étape de microfiltration.
Dans la Figure 3, la composition microfiltrée correspond au Flux 3 et les débris cellulaires sont récupérés dans le Flux 17. At the end of the reaction, a composition comprising D-fructose and D-allulose is formed, generally in a mass ratio D-fructose / D-allulose ranging from 85/15 to 55/45, often in a mass ratio D -fructose / D-allulose ranging from 80/20 to 60/40. This ratio depends on the epimerization parameters used and, of course, on the amount of D-allulose and D-fructose in the D-fructose composition provided in the epimerization step; the amount of D-allulose in this composition may be particularly important in case of recycling. At the end of this epimerization step, if necessary, a filtration step may be performed to recover any cell debris present, especially when a lyophilizate of a host microorganism is used. This step may consist of a microfiltration step. In Figure 3, the microfiltered composition corresponds to Stream 3 and the cellular debris is recovered in Stream 17.
Dans le procédé de l'invention, des étapes de purifications additionnelles peuvent également être réalisées. On réalise généralement, avant l'étape de chromatographie, une étape de déminéralisation de la composition comprenant du D-fructose et du D-allulose (Flux 3) qui peut être réalisée par passage sur une ou plusieurs résines échangeuse d'ions cationiques (par exemple une résine cationique de type Dowex 88), anioniques (par exemple une résine anionique de type Dowex 66) et un mélange cationique-anionique. Dans la Figure 3, cette composition correspond au Flux 4. La composition comprenant du D-fructose et du D-allulose obtenue est alors déminéralisée et présente généralement une résistivité supérieure à 100 kQ.crrv1. On peut également réaliser, avant cette étape de déminéralisation, une étape de décoloration de la composition comprenant du D-fructose et du D-allulose, par exemple en passant sur une colonne comprenant du charbon actif. In the process of the invention, additional purification steps can also be performed. Before the chromatography step, a demineralization step is generally carried out for the composition comprising D-fructose and D-allulose (Flux 3), which can be carried out by passage through one or more cationic ion exchange resins (for example a cationic resin of the Dowex 88 type), anionic (for example an anionic resin of the Dowex 66 type) and a cationic-anionic mixture. In FIG. 3, this composition corresponds to Stream 4. The composition comprising D-fructose and D-allulose obtained is then demineralized and generally has a resistivity of greater than 100 kΩ.crrv 1 . It is also possible to carry out, prior to this demineralization step, a step of bleaching the composition comprising D-fructose and D-allulose, for example by passing over a column comprising activated carbon.
La composition comprenant du D-fructose et du D-allulose (Flux 4) peut ensuite être soumise à une étape de chromatographie pour fournir au moins une composition riche en D-allulose et une composition riche en D-fructose. Dans un mode préféré qui sera explicité en détail plus loin dans la description, la composition comprenant du D-fructose et du D-allulose soumise à l'étape de chromatographie est un mélange (Flux 4') de la composition issue de l'étape d'épimérisation (Flux 4) et d'au moins une fraction recyclée, cette fraction recyclée pouvant comprendre une quantité de D-allulose supérieure. The composition comprising D-fructose and D-allulose (Stream 4) can then be subjected to a chromatography step to provide at least one composition rich in D-allulose and a composition rich in D-fructose. In a preferred embodiment which will be explained in detail later in the description, the composition comprising D-fructose and D-allulose subjected to the chromatography step is a mixture (Flux 4 ') of the composition resulting from the step epimerisation (Flux 4) and at least one recycled fraction, this recycled fraction may comprise a higher amount of D-allulose.
La composition soumise à l'étape de chromatographie peut comprendre, par rapport à sa masse sèche : The composition subjected to the chromatography step can comprise, with respect to its dry mass:
• de 22 à 45% de D-allulose, généralement de 25 à 37% ; • from 22 to 45% of D-allulose, usually from 25 to 37%;
• de 45 à 75% de D-fructose, généralement de 46 à 70% ; • 45 to 75% D-fructose, usually 46 to 70%;
· de 0 à 10% de glucose ; 0 to 10% glucose;
• de 2 à 10% de dimère de D-allulose. • 2 to 10% D-allulose dimer.
Pour réaliser cette étape de chromatographie, on peut utiliser tout type de chromatographie continue, notamment de type chromatographie à lit mobile simulé (Simulated Moving Bed SMB), de type Improved Simulated Moving Bed (ISMB), de type Divide Improved Simulated Moving Bed (DISMB), de type Sequential Simulated Moving Bed (SSMB) ou de type Nippon Mitsubishi Chromatography Improved (NMCI). On utilise généralement de l'eau comme éluant. La chromatographie peut être équipée de plusieurs colonnes en série par exemple de 4 à 8 colonnes. Les colonnes comprennent de la résine échangeuse d'ions, par exemple une résine
cationique échangeuse d'ions calcium. La matière sèche de la composition comprenant du D- fructose et du D-allulose peut aller de 40 à 70%, généralement est d'environ 50%. La température de la composition lors de la chromatographie va généralement de 40 à 80°C, de préférence de 55 à 65°C. Cette chromatographie dure le temps d'obtenir une séparation satisfaisante et peut durer plusieurs heures. To carry out this chromatography step, it is possible to use any type of continuous chromatography, in particular of the Simulated Moving Bed SMB type, of the Improved Simulated Moving Bed (ISMB) type, of the Divide Improved Simulated Moving Bed type (DISMB). ), Sequential Simulated Moving Bed (SSMB) or Nippon Mitsubishi Chromatography Improved (NMCI) type. Water is generally used as an eluent. The chromatography can be equipped with several columns in series, for example from 4 to 8 columns. The columns comprise ion exchange resin, for example a resin cationic ion exchange calcium. The dry matter of the composition comprising D-fructose and D-allulose can range from 40 to 70%, generally about 50%. The temperature of the composition during the chromatography is generally from 40 to 80 ° C, preferably from 55 to 65 ° C. This chromatography lasts the time to obtain a satisfactory separation and can last several hours.
On obtient à l'issue de cette étape une composition riche en D-allulose (Flux 5) qui peut comprendre, par rapport à sa matière sèche, au moins 80% de D-allulose, avantageusement au moins 90% de D-allulose. Cette composition riche en D-allulose peut présenter une matière sèche allant de 5 à 15%. On obtient également à l'issue de cette étape un raffinât (Flux 14), qui comprend généralement par rapport à sa matière sèche au moins 75% de D-fructose, souvent au moins 80% de D-fructose. Ce raffinât présente généralement une matière sèche allant de 15 à 30% environ. At the end of this step, a composition rich in D-allulose (Stream 5) is obtained which may comprise, relative to its dry matter, at least 80% of D-allulose, advantageously at least 90% of D-allulose. This composition rich in D-allulose can have a dry matter ranging from 5 to 15%. At the end of this step, a raffinate (Flux 14) is also obtained, which generally comprises, with respect to its dry matter, at least 75% of D-fructose, often at least 80% of D-fructose. This raffinate generally has a solids content ranging from about 15 to 30%.
La composition riche en D-allulose obtenue à l'issue de la chromatographie (Flux 5) peut ainsi comprendre, par rapport à sa masse sèche : The composition rich in D-allulose obtained at the end of the chromatography (Stream 5) can thus comprise, with respect to its dry mass:
· de 80 à 98% de D-allulose ; From 80 to 98% of D-allulose;
• de 0 à 20% de D-fructose ; 0 to 20% of D-fructose;
• de 0 à 10% de glucose ; • 0 to 10% glucose;
• de 1 ,5 à 5% de dimère de D-allulose. 1.5 to 5% D-allulose dimer.
Le raffinât peut comprendre quant à lui, par rapport à sa masse sèche : The raffinate can include meanwhile, in relation to its dry mass:
· de 1 à 10% de D-allulose ; From 1 to 10% of D-allulose;
• de 70 à 99% de D-fructose ; • from 70 to 99% of D-fructose;
• de 0 à 10% de glucose ; • 0 to 10% glucose;
• de 5 à 20% de dimère de D-allulose. • 5 to 20% D-allulose dimer.
Contrairement à un procédé classique où, par rapport au D-fructose introduit, le rendement global en cristaux de D-allulose est inférieur à 15%, le rendement du procédé de l'invention peut être supérieur ou égal à 25%. Avantageusement, le rendement global en cristaux de D- allulose est supérieur ou égal à 50%, par exemple supérieur ou égal à 60%, voire supérieur ou égal à 65%. Ce rendement particulièrement amélioré est rendu possible par le fait qu'il est possible d'effectuer des étapes de recyclage sans perturber l'étape de cristallisation. Unlike a conventional process where, relative to the D-fructose introduced, the overall yield of D-allulose crystals is less than 15%, the yield of the process of the invention may be greater than or equal to 25%. Advantageously, the overall yield of D-allulose crystals is greater than or equal to 50%, for example greater than or equal to 60%, or even greater than or equal to 65%. This particularly improved yield is made possible by the fact that it is possible to carry out recycling steps without disturbing the crystallization step.
Ainsi le procédé de l'invention peut comprendre au moins une étape de recyclage. Thus the method of the invention may comprise at least one recycling step.
Selon un mode préféré, cette étape de recyclage peut consister en une étape de recyclage d'au moins une partie du raffinât issu de l'étape de chromatographie (Flux 14). Ce raffinât peut
éventuellement avoir été concentré avant d'être mélangé. Il peut avantageusement être recyclé, en tout ou partie, pour être mélangé à du D-fructose (Flux 1 ), par exemple sous la forme du sirop de D-fructose glucose décrit précédemment, pour fournir la composition de D-fructose (Flux 1 '). C'est alors cette composition de D-fructose, qui est généralement plus riche en D- allulose que le sirop de D-fructose, qui est soumise à l'étape d'épimérisation. According to a preferred embodiment, this recycling step may consist of a step of recycling at least a portion of the raffinate resulting from the chromatography step (Stream 14). This raffinate can possibly have been concentrated before being mixed. It may advantageously be recycled, in whole or in part, to be mixed with D-fructose (Flux 1), for example in the form of the glucose D-fructose syrup described above, to provide the D-fructose composition (Flux 1 '). It is then this D-fructose composition, which is generally richer in D-allulose than the D-fructose syrup, which is subjected to the epimerization step.
Cette étape de recyclage peut consister en une étape de recyclage d'au moins une partie des eaux mères (Flux 13). Ces eaux mères peuvent avantageusement être recyclées, en tout ou partie, pour être mélangées à la composition comprenant du D-fructose et du D-allulose (Flux 4). C'est alors ce mélange (Flux 4') qui est soumis à l'étape de chromatographie. Ces eaux mères peuvent éventuellement avoir été diluées avant d'être mélangées. This recycling step may consist of a step of recycling at least a portion of the mother liquors (Flux 13). These mother liquors may advantageously be recycled, in whole or in part, to be mixed with the composition comprising D-fructose and D-allulose (Flux 4). It is then this mixture (Flux 4 ') which is subjected to the chromatography step. These mother liquors may possibly have been diluted before being mixed.
Cette étape de recyclage peut consister en une étape de recyclage d'au moins une partie du rétentat (Flux 12). Ce rétentat peut avantageusement être recyclé, en tout ou partie, pour être mélangé à la composition comprenant du D-fructose et du D-allulose (Flux 4) et éventuellement les eaux mères recyclées. C'est alors ce mélange (Flux 4') qui est soumis à l'étape de chromatographie. Ce rétentat peut éventuellement avoir été concentré avant d'être mélangé. Dans le cas où le mélange se fait avec les fractions rétentat et eaux-mères, il peut ne pas être nécessaire de concentrer ou diluer ces fractions. Il faut noter que les recyclages des fractions rétentat et eaux-mères, qui sont deux fractions présentant des quantités relativement importantes de D-allulose, permettent d'augmenter la richesse en D-allulose (et par conséquent diminuer la quantité de D-fructose) de la composition soumise à l'étape de chromatographie. This recycling step may consist of a step of recycling at least a portion of the retentate (Stream 12). This retentate may advantageously be recycled, in whole or in part, to be mixed with the composition comprising D-fructose and D-allulose (Flux 4) and optionally recycled mother liquors. It is then this mixture (Flux 4 ') which is subjected to the chromatography step. This retentate may possibly have been concentrated before being mixed. In the case where the mixing is with the retentate and mother liquors, it may not be necessary to concentrate or dilute these fractions. It should be noted that the retentate and mother-water fractions, which are two fractions with relatively large amounts of D-allulose, make it possible to increase the richness of D-allulose (and consequently reduce the amount of D-fructose). of the composition subjected to the chromatography step.
Pour réaliser les étapes éventuelles de concentration des fractions recyclées, il est possible d'utiliser les mêmes équipements et conditions décrits pour l'étape de concentration permettant la fabrication de la solution mère. To carry out the possible steps of concentration of recycled fractions, it is possible to use the same equipment and conditions described for the concentration step for the manufacture of the stock solution.
Selon un mode tout préféré de l'invention (la Figure 3 représente un circuit de production à ce procédé préféré de l'invention), le procédé comprend : According to a most preferred embodiment of the invention (FIG. 3 represents a production circuit for this preferred method of the invention), the method comprises:
a) une étape de fourniture d'une composition comprenant du D-fructose (Flux 1 ') ; a) a step of providing a composition comprising D-fructose (Stream 1 ');
b) une étape d'épimérisation pour former une composition comprenant du D-fructose et du D-allulose (Flux 2) ; b) an epimerization step to form a composition comprising D-fructose and D-allulose (Stream 2);
c) une étape de chromatographie pour fournir une composition riche en D-allulose (Flux 5) et un raffinât consistant en une composition riche en D-fructose (Flux 14) ; c) a chromatography step to provide a composition rich in D-allulose (Stream 5) and a raffinate consisting of a composition rich in D-fructose (Stream 14);
d) une étape de nanofiltration de la composition riche en D-allulose pour former un perméat (Flux 6) et un rétentat (Flux 12) ;
e) une étape de concentration du perméat pour former la solution mère à cristalliser (Flux 7) ; d) a nanofiltration step of the composition rich in D-allulose to form a permeate (Stream 6) and a retentate (Stream 12); e) a permeate concentration step to form the mother solution to be crystallized (Flux 7);
f) une étape de cristallisation de la solution mère (Flux 9) pour former des cristaux (Flux 10) et des eaux mères (Flux 13) ; f) a step of crystallization of the stock solution (Flux 9) to form crystals (Flux 10) and mother liquors (Flux 13);
et dans lequel est réalisée : and in which is realized:
• une étape de recyclage d'au moins une partie du raffinât (Flux 14 ou 16) pour être mélangé avec du D-fructose (Flux 1 ) et fournir la composition (Flux 1 ') de l'étape a) ; A step of recycling at least a portion of the raffinate (Flux 14 or 16) to be mixed with D-fructose (Stream 1) and to provide the composition (Flux 1 ') of step a);
• et/ou une étape de recyclage d'au moins une partie du rétentat (Flux 12) issu de l'étape de nanofiltration pour être mélangé avec la composition comprenant du D-fructose et du D-allulose (Flux 4) issue de l'étape b) pour fournir la composition (Flux 4') soumise à l'étape de chromatographie c); And / or a step of recycling at least a portion of the retentate (Flux 12) resulting from the nanofiltration step to be mixed with the composition comprising D-fructose and D-allulose (Flux 4) resulting from the step b) to provide the composition (Flux 4 ') subjected to the chromatography step c);
• et/ou une étape de recyclage d'au moins une partie des eaux mères (Flux 13) issues de l'étape de cristallisation pour être mélangées avec la composition comprenant du D- fructose et du D-allulose issue de l'étape b) (Flux 4) pour fournir la composition (Flux 4') soumise à l'étape de chromatographie c). And / or a step of recycling at least a portion of the mother liquors (Flux 13) from the crystallization step to be mixed with the composition comprising D-fructose and D-allulose resulting from step b ) (Stream 4) to provide the composition (Flux 4 ') subjected to chromatography step c).
Le procédé comprend une étape de purge, cette étape de purge pouvant être une étape de purge d'au moins une partie d'au moins une des fractions recyclées choisies parmi le raffinât, le rétentat et les eaux mères de cristallisation. En effet, pour que le système reste stable, il est absolument nécessaire de retirer du circuit de production une partie des dimères de D-allulose formés lors du procédé. De manière générale, plus les fractions sont recyclées, plus la quantité de dimères de D-allulose augmente dans le circuit. Ainsi, une possibilité de diminuer la quantité de dimères de D-allulose est d'augmenter les quantités purgées. Toutefois, ceci se fait alors au détriment du rendement global en cristaux de D-allulose. Le procédé de l'invention permet d'augmenter de manière drastique le recyclage des différentes fractions obtenues dans le procédé, tout en maintenant possible la cristallisation. The method comprises a purge step, this purge step may be a purge step of at least a portion of at least one of the recycled fractions selected from raffinate, retentate and mother liquors of crystallization. Indeed, in order for the system to remain stable, it is absolutely necessary to remove from the production circuit part of the D-allulose dimers formed during the process. In general, the more the fractions are recycled, the more the amount of D-allulose dimers increases in the circuit. Thus, a possibility of decreasing the amount of D-allulose dimers is to increase the quantities purged. However, this is done to the detriment of the overall yield of D-allulose crystals. The process of the invention makes it possible to drastically increase the recycling of the various fractions obtained in the process, while maintaining crystallization.
A titre d'exemple, dans la variante du procédé tout préféré décrit ci-dessus où l'ensemble des fractions raffinât, rétentat et eaux mères de cristallisation sont recyclées, l'étape de recyclage du raffinât est avantageusement un recyclage partiel, par exemple de 50 à 95% de ce raffinât est recyclé (Flux 16) et de 5 à 50% est purgé (Flux 15) pour fournir une composition de D- fructose qui comprend des dimères de D-allulose : en d'autres termes, le taux de recyclage de la composition riche en D-fructose va de 50 à 95%. Préférentiellement, le taux de recyclage va de 70 à 92 %. Dans ce cas, les deux autres recyclages sont avantageusement des recyclages totaux.
Les fractions purgées peuvent ensuite être utilisées pour fabriquer des sirops, éventuellement après une étape de concentration et/ou de mélange avec d'autres compositions et/ou d'additifs.By way of example, in the variant of the all-preferred process described above in which all the raffinate, retentate and mother liquor fractions are recycled, the raffinate recycling step is advantageously a partial recycle, for example 50 to 95% of this raffinate is recycled (Stream 16) and 5 to 50% is purged (Stream 15) to provide a D-fructose composition which includes D-allulose dimers: in other words, the recycling of the composition rich in D-fructose ranges from 50 to 95%. Preferably, the recycling rate ranges from 70 to 92%. In this case, the other two recycling are advantageously total recycling. The purged fractions can then be used to make syrups, optionally after a concentration and / or mixing step with other compositions and / or additives.
Du fait que l'étape de cristallisation reste stable au cours du temps, le procédé selon l'invention est particulièrement avantageux car il peut être continu. Because the crystallization step remains stable over time, the process according to the invention is particularly advantageous because it can be continuous.
Comme expliqué précédemment, selon la variante préférée de l'invention combinant l'étape de nanofiltration et de cristallisation dans un cristallisoir-évaporateur adiabatique sous vide, la Demanderesse est également parvenue à obtenir des cristaux présentant une qualité améliorée.As explained above, according to the preferred variant of the invention combining the nanofiltration and crystallization step in a crystallizer-adiabatic vacuum evaporator, the Applicant has also succeeded in obtaining crystals having improved quality.
Les cristaux selon l'invention présentent une teneur massique en dimère de D-allulose inférieure à 0,50%, de préférence inférieure à 0,30%, voire inférieure à 0,20%. Ces cristaux peuvent avantageusement comprendre une teneur massique en dimère de D-allulose allant de 0,01 à 0,48%, préférentiellement allant de 0,02 à 0,45%, par exemple allant de 0,03 à 0,40%, notamment de 0,04 à 0,30%, particulièrement de 0,05 à 0,20%. The crystals according to the invention have a mass content of D-allulose dimer of less than 0.50%, preferably less than 0.30%, or even less than 0.20%. These crystals may advantageously comprise a mass content of D-allulose dimer ranging from 0.01 to 0.48%, preferably ranging from 0.02 to 0.45%, for example ranging from 0.03 to 0.40%. in particular from 0.04 to 0.30%, particularly from 0.05 to 0.20%.
Les cristaux selon l'invention présentent avantageusement une teneur massique en D-allulose supérieure ou égale à 99,00%, de préférence supérieure ou égale à 99,50%, voire supérieure ou égale à 99,70%. The crystals according to the invention advantageously have a mass content of D-allulose greater than or equal to 99.00%, preferably greater than or equal to 99.50%, or even greater than or equal to 99.70%.
Un avantage des cristaux de l'invention est que ces cristaux présentent de faibles quantités de dimère de D-allulose. Sans être liée par une quelconque théorie, la Demanderesse l'explique par le fait que la solution mère utile à la fabrication de ces cristaux comprend une teneur en dimères de D-allulose très faible et par le fait que l'étape de cristallisation mise en œuvre permet de limiter la formation de ces dimères in-situ. Ces cristaux ont ainsi pu être obtenus par la Demanderesse par ce procédé, en combinant l'étape de nanofiltration avec l'étape de cristallisation comprenant un stade d'évapo-refroidissement adiabatique et un stade de cristallisation par refroidissement. An advantage of the crystals of the invention is that these crystals have low amounts of D-allulose dimer. Without being bound by any theory, the Applicant explains that the mother solution useful for the manufacture of these crystals comprises a very low content of dimers of D-allulose and in that the crystallization step is carried out. This work makes it possible to limit the formation of these dimers in situ. These crystals have thus been obtained by the Applicant by this method, by combining the nanofiltration step with the crystallization step comprising an adiabatic evapo-cooling stage and a cooling crystallization stage.
Un désavantage associé aux cristaux de D-allulose de l'art antérieur, qui comprennent une teneur en dimère plus élevée que ceux de l'invention, est que l'on observe un allongement de ces cristaux pour présenter une forme proche d'aiguilles, notamment lorsqu'ils sont de grande taille. A disadvantage associated with D-allulose crystals of the prior art, which comprise a dimer content higher than those of the invention, is that an elongation of these crystals is observed to present a shape close to needles, especially when they are large.
Préférentiellement, les cristaux de D-allulose de l'invention présentent une taille moyenne en volume D4,3 supérieure à 200 μηη, avantageusement allant de 210 à δθθμηη, préférentiellement de 220 à 350 Mm. Preferably, the D-allulose crystals of the invention have a mean volume size D4,3 greater than 200 μηη, advantageously ranging from 210 to δθθμηη, preferably from 220 to 350 Mm.
Les cristaux de l'invention, qui présentent une teneur en dimère de D-allulose plus faible, présentent l'avantage de présenter une forme plus « trapue », comme démontré dans les Figures 1 1 , 12 et 13.
Cette forme plus trapue peut se traduire par le fait que les cristaux de D-allulose de l'invention peuvent présenter, pour une taille de particules en volume D 4,3 donnée et choisie dans la gamme allant de 200 à 400μηη, un rapport de diamètres Feret min/Feret max supérieur à 0,60, avantageusement allant de 0,62 à 0,90, par exemple de 0,63 à 0,80. Le diamètre Feret est une grandeur bien connue de l'Homme du métier. Il est déduit de l'aire projetée d'une particule, en utilisant le principe du pied à coulisse. Le diamètre Feret min consiste en la plus petite des dimensions alors que le diamètre Feret max consiste en la plus grande des dimensions. La Figure 15 représente le principe des diamètres Feret min et max sur une particule donnée.The crystals of the invention, which have a lower D-allulose dimer content, have the advantage of having a more "squat" shape, as demonstrated in FIGS. 11, 12 and 13. This more squat form may result in the fact that the D-allulose crystals of the invention may have, for a particle size in volume D 4.3 given and chosen in the range from 200 to 400μηη, a ratio of Feret min / Feret max diameters greater than 0.60, advantageously ranging from 0.62 to 0.90, for example from 0.63 to 0.80. The diameter Feret is a size well known to those skilled in the art. It is deduced from the projected area of a particle, using the vernier caliper principle. The diameter Feret min consists of the smallest dimension while the diameter Feret max consists of the largest dimension. Figure 15 shows the principle of Feret diameters min and max on a given particle.
De préférence, les cristaux de l'invention présentent ce rapport Feret min/Feret max sur l'ensemble des tailles de particules dans la gamme allant de 200 à 400μηη. Preferably, the crystals of the invention have this ratio Feret min / Feret max over all particle sizes in the range from 200 to 400μηη.
De manière alternative et indépendamment de la teneur en dimères de D-allulose, un objet de l'invention porte sur des cristaux de D-allulose qui présentent une taille moyenne en volume D4,3 supérieure à 200 μηη, avantageusement allant de 210 à 800μηη, préférentiellement de 220 à 350 μηη et présentant, pour une taille de particules en volume D 4,3 donnée et choisie dans la gamme allant de 200 à 400μηη, un rapport de diamètres Feret min/Feret max supérieur à 0,60, avantageusement allant de 0,62 à 0,90, par exemple de 0,63 à 0,80. De préférence, les cristaux de l'invention présentent ce rapport Feret min/Feret max sur l'ensemble des tailles de particules dans la gamme allant de 200 à 400μηη. Ces cristaux de l'invention comprennent avantageusement une teneur massique en dimère de D-allulose inférieure à 0,50%, de préférence inférieure à 0,30%, voire inférieure à 0,20%. Ces cristaux peuvent avantageusement comprendre une teneur massique en dimère de D-allulose allant de 0,01 à 0,48%, préférentiellement allant de 0,02 à 0,45%, par exemple allant de 0,03 à 0,40%, notamment de 0,04 à 0,30%, particulièrement de 0,05 à 0,20%. Ces cristaux présentent avantageusement une teneur massique en D-allulose supérieure ou égale à 99,00%, de préférence supérieure ou égale à 99,50%, voire supérieure ou égale à 99,70%. In an alternative manner and independently of the content of dimers of D-allulose, an object of the invention relates to D-allulose crystals which have a mean volume size D4,3 greater than 200 μηη, advantageously ranging from 210 to 800μηη. , preferably from 220 to 350 μηη and having, for a particle size in volume D 4.3 given and chosen in the range from 200 to 400μηη, a ratio of Feret min / Feret max diameters greater than 0.60, advantageously from 0.62 to 0.90, for example from 0.63 to 0.80. Preferably, the crystals of the invention have this ratio Feret min / Feret max over all particle sizes in the range from 200 to 400μηη. These crystals of the invention advantageously comprise a mass content of D-allulose dimer of less than 0.50%, preferably less than 0.30%, or even less than 0.20%. These crystals may advantageously comprise a mass content of D-allulose dimer ranging from 0.01 to 0.48%, preferably ranging from 0.02 to 0.45%, for example ranging from 0.03 to 0.40%. in particular from 0.04 to 0.30%, particularly from 0.05 to 0.20%. These crystals advantageously have a mass content of D-allulose greater than or equal to 99.00%, preferably greater than or equal to 99.50%, or even greater than or equal to 99.70%.
La taille moyenne en volume D4,3 ainsi que le rapport de diamètres Feret min/Feret max des cristaux sont déterminés par un granulomètre, notamment le granulomètre de type QICPIC RODOS de la marque SympaTEC tel que celui utilisé dans la partie Exemples. Etant donné que les cristaux sont observés de manière statistique dans toutes les directions dans un granulomètre, les valeurs obtenues par un granulomètre pour une population de cristaux sont différentes des valeurs obtenues par calcul sur un simple cliché microscopique de cette population de cristaux, les valeurs obtenues par granulométrie étant généralement supérieures.
De préférence, les cristaux sont non agglomérés (ou individualisés). Le fait que les cristaux sont non agglomérés peut se vérifier par simple observation par microscopie optique. A titre d'exemple, les cristaux de la Figure 13 sont agglomérés, au contraire de ceux des Figures 1 1 et 12. The average volume size D4.3 as well as the Feret min / Feret max diameter ratio of the crystals are determined by a particle size analyzer, especially the QICPIC RODOS type granulometer of the SympaTEC brand as used in the Examples section. Since the crystals are statistically observed in all directions in a granulometer, the values obtained by a granulometer for a population of crystals are different from the values obtained by calculation on a simple microscopic plate of this population of crystals, the values obtained by grain size being generally higher. Preferably, the crystals are non-agglomerated (or individualized). The fact that the crystals are unagglomerated can be verified by simple observation by optical microscopy. By way of example, the crystals of FIG. 13 are agglomerated, unlike those of FIGS. 11 and 12.
Cette forme différente se traduit à l'échelle macroscopique par un écoulement amélioré des cristaux de l'invention en comparaison avec des cristaux de même taille moyenne. Egalement, ces cristaux peuvent présenter un meilleur comportement au mottage au cours du temps. This different shape is reflected at the macroscopic scale by an improved flow of the crystals of the invention in comparison with crystals of the same average size. Also, these crystals may exhibit better caking behavior over time.
Ainsi, du fait de leurs propriétés, les cristaux obtenus par le procédé préféré de l'invention peuvent s'écouler facilement. C'est ainsi qu'ils ont permis l'obtention de cristaux présentant un écoulement jamais atteint à ce jour. Ils peuvent ainsi être par exemple utilisés avantageusement comme sucre de table. Thus, because of their properties, the crystals obtained by the preferred method of the invention can flow easily. This is how they made it possible to obtain crystals with a flow never reached so far. They can thus be used, for example, advantageously as table sugar.
Les cristaux de D-allulose de l'invention peuvent être utilisés dans les applications connues de l'allulose et, de manière générale, des édulcorants. Parmi les applications pouvant utiliser les cristaux de D-allulose de l'invention peuvent être citées les chewings-gums sous forme de tablettes ou dragées, les bonbons et les comprimés à sucer, les biscuits, les cookies, les muffins, les gâteaux, les gâteaux à base de gélatine, les pâtes à mâcher notamment les pâtes à mâcher à texture courte, les glaçages et les boissons en poudre. The D-allulose crystals of the invention can be used in the known applications of allulose and, in general, sweeteners. Among the applications that can use the D-allulose crystals of the invention may be mentioned chewings-gums in the form of tablets or dragees, sweets and sucking tablets, cookies, cookies, muffins, cakes, cookies, gelatin cakes, chewing pastes including short textured cheeses, icings and powdered beverages.
Un autre objet de l'invention porte également sur l'utilisation d'une unité de nanofiltration dans un circuit de production de cristaux de D-allulose pour améliorer la stabilité du procédé et/ou le rendement global en cristaux de D-allulose. Cette utilisation est particulièrement avantageuse lorsque la matière première introduite dans le circuit comprend du D-fructose. Another object of the invention also relates to the use of a nanofiltration unit in a D-allulose crystal production circuit to improve the process stability and / or the overall yield of D-allulose crystals. This use is particularly advantageous when the raw material introduced into the circuit comprises D-fructose.
Un autre objet de l'invention porte également sur l'utilisation d'une unité de nanofiltration dans un circuit de production de cristaux de D-allulose pour améliorer la qualité des cristaux obtenus. Par améliorer la qualité des cristaux obtenus, on entend notamment diminuer la teneur en dimère de D-allulose et/ou augmenter le rapport de diamètres Feret min/Feret max des cristaux de D-allulose. Another object of the invention also relates to the use of a nanofiltration unit in a D-allulose crystal production circuit to improve the quality of the crystals obtained. By improving the quality of the crystals obtained, the aim is in particular to reduce the D-allulose dimer content and / or to increase the ratio of Feret min / Feret max diameters of the D-allulose crystals.
A titre illustratif, d'autres modes de réalisation du procédé selon l'invention, comprenant une étape de recyclage des eaux mères et/ou une étape de recyclage du raffinât et/ou une étape de recyclage du rétentat sont présentés ci-après. By way of illustration, other embodiments of the method according to the invention, comprising a mother liquor recycling step and / or a raffinate recycling step and / or a retentate recycling step are presented hereinafter.
Selon un premier mode de réalisation, le procédé comprend : According to a first embodiment, the method comprises:
a) une étape de fourniture d'une composition riche en D-allulose ; a) a step of providing a composition rich in D-allulose;
b) une étape de concentration pour former la solution mère à cristalliser ; b) a concentration step for forming the mother solution to crystallize;
caractérisé en ce que :
• au moins une étape de recyclage consiste en une étape de recyclage d'au moins une partie des eaux mères ; characterized in that At least one recycling step consists of a step of recycling at least a portion of the mother liquors;
• l'étape de nanofiltration est réalisée sur ces eaux mères recyclées pour former un perméat et un rétentat ; The nanofiltration step is carried out on these recycled mother liquors to form a permeate and a retentate;
« le perméat est mélangé avec la composition riche en D-allulose fournie à l'étape a) ; et The permeate is mixed with the D-allulose-rich composition provided in step a); and
• ce mélange est soumis à l'étape de concentration b) pour fournir la solution mère à cristalliser ; This mixture is subjected to the concentration step b) to provide the mother solution to crystallize;
• au moins une partie des eaux mères et/ou du rétentat est purgée. At least part of the mother liquor and / or the retentate is purged.
Selon un deuxième mode de réalisation, le procédé comprend : According to a second embodiment, the method comprises:
a) une étape de fourniture d'une composition riche en D-allulose ; a) a step of providing a composition rich in D-allulose;
b) une étape de concentration pour former la solution mère à cristalliser ; b) a concentration step for forming the mother solution to crystallize;
caractérisé en ce que : characterized in that
• au moins une étape de recyclage consiste en une étape de recyclage d'au moins une partie des eaux mères ; At least one recycling step consists of a step of recycling at least a portion of the mother liquors;
· ces eaux mères recyclées sont mélangées avec la composition riche en D-allulose fournie à l'étape a) ; These recycled mother liquors are mixed with the composition rich in D-allulose provided in step a);
• l'étape de nanofiltration est réalisée sur ce mélange pour fournir un perméat et un rétentat ; The nanofiltration step is performed on this mixture to provide a permeate and a retentate;
• ce perméat est soumis à l'étape de concentration b) pour fournir la solution mère à cristalliser ; et This permeate is subjected to the concentration step b) to provide the mother solution to crystallize; and
• au moins une partie des eaux mères est purgée. At least part of the mother liquor is purged.
Selon un troisième mode de réalisation, le procédé comprend : According to a third embodiment, the method comprises:
a) une étape de fourniture d'une composition comprenant du D-allulose et du D-fructose ; b) une étape de chromatographie pour fournir une composition riche en D-allulose et un raffinât consistant en une composition riche en D-fructose ; a) a step of providing a composition comprising D-allulose and D-fructose; b) a chromatography step to provide a composition rich in D-allulose and a raffinate consisting of a composition rich in D-fructose;
c) une étape de concentration de la composition riche en D-allulose pour former la solution mère à cristalliser ; c) a step of concentrating the composition rich in D-allulose to form the mother solution to be crystallized;
caractérisé en ce que : characterized in that
· au moins une étape de recyclage consiste en une étape de recyclage d'au moins une partie des eaux mères ;
• l'étape de nanofiltration est réalisée sur ces eaux mères recyclées pour former un perméat et un rétentat ; At least one recycling step consists of a step of recycling at least a portion of the mother liquors; The nanofiltration step is carried out on these recycled mother liquors to form a permeate and a retentate;
• le perméat est mélangé avec la composition fournie à l'étape a) ; The permeate is mixed with the composition provided in step a);
• ce mélange est soumis à l'étape de chromatographie b) ; et This mixture is subjected to the chromatography step b); and
• au moins une partie des eaux mères est purgée. At least part of the mother liquor is purged.
Selon un quatrième mode de réalisation, le procédé comprend : According to a fourth embodiment, the method comprises:
a) une étape de fourniture d'une composition comprenant du D-allulose et du D-fructose ; b) une étape de chromatographie pour fournir une composition riche en D-allulose et une composition riche en D-fructose ; a) a step of providing a composition comprising D-allulose and D-fructose; b) a chromatography step to provide a composition rich in D-allulose and a composition rich in D-fructose;
c) une étape de concentration pour former la solution mère à cristalliser ; c) a concentration step for forming the mother solution to crystallize;
caractérisé en ce que : characterized in that
• au moins une étape de recyclage consiste en une étape de recyclage d'au moins une partie des eaux mères ; At least one recycling step consists of a step of recycling at least a portion of the mother liquors;
• ces eaux mères recyclées sont mélangées avec la composition fournie à l'étape a) ; These recycled mother liquors are mixed with the composition provided in step a);
• l'étape de nanofiltration est réalisée sur ce mélange pour fournir un perméat et un rétentat ; The nanofiltration step is performed on this mixture to provide a permeate and a retentate;
• ce perméat est soumis à l'étape de chromatographie b) ; et This permeate is subjected to the chromatography step b); and
• au moins une partie des eaux mères est purgée.
At least part of the mother liquor is purged.
Selon un cinquième mode de réalisation, le procédé comprend : According to a fifth embodiment, the method comprises:
a) une étape de fourniture d'une composition comprenant du D-allulose et du D-fructose ; b) une étape de chromatographie pour fournir une composition riche en D-allulose et une composition riche en D-fructose ; a) a step of providing a composition comprising D-allulose and D-fructose; b) a chromatography step to provide a composition rich in D-allulose and a composition rich in D-fructose;
c) une étape de concentration pour former la solution mère à cristalliser ; c) a concentration step for forming the mother solution to crystallize;
caractérisé en ce que : characterized in that
• au moins une étape de recyclage consiste en une étape de recyclage d'au moins une partie des eaux mères ; At least one recycling step consists of a step of recycling at least a portion of the mother liquors;
• ces eaux mères recyclées sont mélangées avec la composition fournie à l'étape a) ; · l'étape de chromatographie b) est réalisée sur ce mélange ; These recycled mother liquors are mixed with the composition provided in step a); · The chromatography step b) is performed on this mixture;
• l'étape de nanofiltration est réalisée sur la composition riche en D-allulose résultant de cette étape de chromatographie b), pour fournir un perméat et un rétentat ; The nanofiltration step is performed on the composition rich in D-allulose resulting from this chromatography step b), to provide a permeate and a retentate;
• ce perméat est soumis à l'étape de concentration c) ; et This permeate is subjected to the concentration step c); and
• au moins une partie des eaux mères est purgée. At least part of the mother liquor is purged.
Selon un sixième mode de réalisation, le procédé comprend : According to a sixth embodiment, the method comprises:
a) une étape de fourniture d'une composition comprenant du D-fructose ; a) a step of providing a composition comprising D-fructose;
b) une étape d'épimérisation pour former une composition comprenant du D-fructose et du D-allulose ; b) an epimerization step to form a composition comprising D-fructose and D-allulose;
c) une étape de chromatographie de cette composition pour fournir une composition riche en D-allulose et un raffinât consistant en une composition riche en D-fructose ; c) a chromatography step of this composition to provide a composition rich in D-allulose and a raffinate consisting of a composition rich in D-fructose;
d) une étape de concentration de la composition riche en D-allulose pour former la solution mère à cristalliser ; d) a step of concentrating the composition rich in D-allulose to form the mother solution to crystallize;
caractérisé en ce que : characterized in that
· au moins une étape de recyclage consiste en une étape de recyclage du raffinât ; At least one recycling step consists of a step of recycling the raffinate;
• l'étape de nanofiltration est réalisée sur ce raffinât pour fournir un perméat et un rétentat ; The nanofiltration step is carried out on this raffinate to provide a permeate and a retentate;
• le perméat est mélangé à la composition comprenant du D-fructose de l'étape a) ; The permeate is mixed with the composition comprising D-fructose of step a);
• l'étape d'épimérisation b) est réalisée sur ce mélange et ; The epimerization stage b) is carried out on this mixture and;
• au moins une partie du raffinât est purgée.
Selon un septième mode de réalisation, le procédé comprend : At least a portion of the raffinate is purged. According to a seventh embodiment, the method comprises:
a) une étape de fourniture d'une composition comprenant du D-fructose ; a) a step of providing a composition comprising D-fructose;
b) une étape d'épimérisation pour former une composition comprenant du D-fructose et du D-allulose ; b) an epimerization step to form a composition comprising D-fructose and D-allulose;
c) une étape de chromatographie de cette composition pour fournir une composition riche en D-allulose et un raffinât consistant en une composition riche en D-fructose ; c) a chromatography step of this composition to provide a composition rich in D-allulose and a raffinate consisting of a composition rich in D-fructose;
d) une étape de concentration pour former la solution mère à cristalliser ; d) a concentration step to form the mother solution to crystallize;
caractérisé en ce que : characterized in that
• une étape de recyclage consiste en une étape de recyclage du raffinât obtenu à l'étape c) ; A recycling step consists of a step of recycling the raffinate obtained in step c);
• une première étape de nanofiltration est réalisée sur ce raffinât pour fournir un premier perméat et un premier rétentat ; A first nanofiltration step is performed on this raffinate to provide a first permeate and a first retentate;
• le premier perméat est mélangé à la composition comprenant du D-fructose de l'étape a) ; The first permeate is mixed with the composition comprising D-fructose of step a);
• l'étape d'épimérisation b) est réalisée sur ce mélange ; The epimerization stage b) is carried out on this mixture;
• une étape de recyclage consiste en une étape de recyclage d'au moins une partie des eaux mères ; A recycling step consists of a step of recycling at least a portion of the mother liquors;
• une seconde étape de nanofiltration est réalisée sur ces eaux mères recyclées pour former un second perméat et un second rétentat ; A second nanofiltration step is performed on these recycled mother liquors to form a second permeate and a second retentate;
• le second perméat est mélangé avec la composition riche en D-allulose fournie à l'étape c) ; The second permeate is mixed with the D-allulose-rich composition provided in step c);
• ce mélange est soumis à l'étape de concentration d) pour fournir la solution mère à cristalliser et ; This mixture is subjected to the concentration step d) to provide the stock solution to crystallize and;
• au moins une partie du raffinât et/ou des eaux mères est purgée. At least a portion of the raffinate and / or mother liquors are purged.
Selon un huitième mode de réalisation, le procédé comprend : According to an eighth embodiment, the method comprises:
a) une étape de fourniture d'une composition comprenant du D-fructose ; a) a step of providing a composition comprising D-fructose;
b) une étape d'épimérisation pour former une composition comprenant du D-fructose et du D-allulose ; b) an epimerization step to form a composition comprising D-fructose and D-allulose;
c) une étape de chromatographie de cette composition pour fournir une composition riche en D-allulose et un raffinât consistant en une composition riche en D-fructose ; c) a chromatography step of this composition to provide a composition rich in D-allulose and a raffinate consisting of a composition rich in D-fructose;
d) une étape de concentration pour former la solution mère à cristalliser ;
caractérisé en ce que : d) a concentration step to form the mother solution to crystallize; characterized in that
• une étape de recyclage consiste en une étape de recyclage du raffinât obtenu à l'étape c) ; A recycling step consists of a step of recycling the raffinate obtained in step c);
• une première étape de nanofiltration est réalisée sur ce raffinât pour fournir un premier perméat et un premier rétentat ; A first nanofiltration step is performed on this raffinate to provide a first permeate and a first retentate;
• le premier perméat est mélangé à la composition comprenant du D-fructose de l'étape a) ; The first permeate is mixed with the composition comprising D-fructose of step a);
• l'étape d'épimérisation b) est réalisée sur ce mélange ; The epimerization stage b) is carried out on this mixture;
• une étape de recyclage consiste en une étape de recyclage d'au moins une partie des eaux mères ; A recycling step consists of a step of recycling at least a portion of the mother liquors;
• ces eaux mères recyclées sont mélangées avec la composition riche en D-allulose fournie à l'étape c) ; These recycled mother liquors are mixed with the composition rich in D-allulose supplied in step c);
• une seconde étape de nanofiltration est réalisée sur ce mélange pour fournir un second perméat et un second rétentat ; A second nanofiltration step is performed on this mixture to provide a second permeate and a second retentate;
• ce second perméat est soumis à l'étape de concentration d) pour fournir la solution mère à cristalliser et ; This second permeate is subjected to the concentration step d) to provide the mother solution to crystallize and;
• au moins une partie du raffinât et/ou des eaux mères est purgée. At least a portion of the raffinate and / or mother liquors are purged.
Selon un neuvième mode de réalisation, le procédé comprend : According to a ninth embodiment, the method comprises:
a) une étape de fourniture d'une composition comprenant du D-fructose ; a) a step of providing a composition comprising D-fructose;
b) une étape d'épimérisation pour former une composition comprenant du D-fructose et du D-allulose ; b) an epimerization step to form a composition comprising D-fructose and D-allulose;
c) une étape de chromatographie pour fournir une composition riche en D-allulose et un raffinât consistant en une composition riche en D-fructose ; c) a chromatography step to provide a composition rich in D-allulose and a raffinate consisting of a composition rich in D-fructose;
d) une étape de concentration de la composition riche en D-allulose pour former la solution mère à cristalliser ; caractérisé en ce que : d) a step of concentrating the composition rich in D-allulose to form the mother solution to crystallize; characterized in that
• une étape de recyclage consiste en une étape de recyclage du raffinât obtenu à l'étape c) ; A recycling step consists of a step of recycling the raffinate obtained in step c);
• une première étape de nanofiltration est réalisée sur ce raffinât pour fournir un premier perméat et un premier rétentat ;
• le premier perméat est mélangé à la composition comprenant du D-fructose de l'étape a) ; A first nanofiltration step is performed on this raffinate to provide a first permeate and a first retentate; The first permeate is mixed with the composition comprising D-fructose of step a);
• l'étape d'épimérisation b) est réalisée sur ce mélange ; The epimerization stage b) is carried out on this mixture;
• une étape de recyclage consiste en une étape de recyclage d'au moins une partie des eaux mères ; A recycling step consists of a step of recycling at least a portion of the mother liquors;
• une seconde étape de nanofiltration est réalisée sur ces eaux mères recyclées pour former un second perméat et un second rétentat ; A second nanofiltration step is performed on these recycled mother liquors to form a second permeate and a second retentate;
• le second perméat est mélangé avec la composition formée à l'étape b) ; The second permeate is mixed with the composition formed in step b);
• ce mélange est soumis à l'étape c) de chromatographie ; et This mixture is subjected to step c) of chromatography; and
• au moins une partie du raffinât et/ou des eaux mères est purgée. At least a portion of the raffinate and / or mother liquors are purged.
Selon un dixième mode de réalisation, le procédé comprend : According to a tenth embodiment, the method comprises:
a) une étape de fourniture d'une composition comprenant du D-fructose ; a) a step of providing a composition comprising D-fructose;
b) une étape d'épimérisation pour former une composition comprenant du D-fructose et du D-allulose ; b) an epimerization step to form a composition comprising D-fructose and D-allulose;
c) une étape de chromatographie pour fournir une composition riche en D-allulose et un raffinât consistant en une composition riche en D-fructose ; c) a chromatography step to provide a composition rich in D-allulose and a raffinate consisting of a composition rich in D-fructose;
d) une étape de concentration de la composition riche en D-allulose pour former la solution mère à cristalliser ; d) a step of concentrating the composition rich in D-allulose to form the mother solution to crystallize;
caractérisé en ce que : characterized in that
• une étape de recyclage consiste en une étape de recyclage du raffinât obtenu à l'étape c) ; A recycling step consists of a step of recycling the raffinate obtained in step c);
• une première étape de nanofiltration est réalisée sur ce raffinât pour fournir un premier perméat et un premier rétentat ; A first nanofiltration step is performed on this raffinate to provide a first permeate and a first retentate;
• le premier perméat est mélangé à la composition comprenant du D-fructose de l'étape a) ; The first permeate is mixed with the composition comprising D-fructose of step a);
• l'étape d'épimérisation b) est réalisée sur ce mélange ; The epimerization stage b) is carried out on this mixture;
• une étape de recyclage consiste en une étape de recyclage d'au moins une partie des eaux mères ; A recycling step consists of a step of recycling at least a portion of the mother liquors;
• ces eaux mères recyclées sont mélangées avec la composition formée à l'étape b) ; These recycled mother liquors are mixed with the composition formed in step b);
• une seconde étape de nanofiltration est réalisée sur ce mélange pour fournir un second perméat et un second rétentat ; A second nanofiltration step is performed on this mixture to provide a second permeate and a second retentate;
• ce second perméat est soumis à l'étape de chromatographie c) ; et
• au moins une partie du raffinât et/ou des eaux mères est purgée. This second permeate is subjected to the chromatography step c); and At least a portion of the raffinate and / or mother liquors are purged.
Selon un onzième mode de réalisation, le procédé comprend : According to an eleventh embodiment, the method comprises:
a) une étape de fourniture d'une composition comprenant du D-fructose ; a) a step of providing a composition comprising D-fructose;
b) une étape d'épimérisation pour former une composition comprenant du D-fructose et du D-allulose ; b) an epimerization step to form a composition comprising D-fructose and D-allulose;
c) une étape de chromatographie pour fournir une composition riche en D-allulose et un raffinât consistant en une composition riche en D-fructose ; c) a chromatography step to provide a composition rich in D-allulose and a raffinate consisting of a composition rich in D-fructose;
d) une étape de concentration de la composition riche en D-allulose pour former la solution mère à cristalliser ; d) a step of concentrating the composition rich in D-allulose to form the mother solution to crystallize;
caractérisé en ce que : characterized in that
• une étape de recyclage consiste en une étape de recyclage du raffinât obtenu à l'étape c) ; A recycling step consists of a step of recycling the raffinate obtained in step c);
• une première étape de nanofiltration est réalisée sur ce raffinât pour fournir un premier perméat et un premier rétentat ; A first nanofiltration step is performed on this raffinate to provide a first permeate and a first retentate;
• le premier perméat est mélangé à la composition comprenant du D-fructose de l'étape a) ; The first permeate is mixed with the composition comprising D-fructose of step a);
• l'étape d'épimérisation b) est réalisée sur ce mélange ; The epimerization stage b) is carried out on this mixture;
• une étape de recyclage consiste en une étape de recyclage d'au moins une partie des eaux mères ; A recycling step consists of a step of recycling at least a portion of the mother liquors;
• ces eaux mères recyclées sont mélangées avec la composition formée à l'étape b) ; These recycled mother liquors are mixed with the composition formed in step b);
• l'étape de chromatographie c) est réalisée sur ce mélange ; The chromatography step c) is carried out on this mixture;
• une seconde étape de nanofiltration est réalisée sur la composition riche en D-allulose résultant de cette étape de chromatographie b), pour fournir un second perméat et un second rétentat ; A second nanofiltration step is performed on the composition rich in D-allulose resulting from this chromatography step b), to provide a second permeate and a second retentate;
• ce second perméat est soumis à l'étape de concentration c) ; et This second permeate is subjected to the concentration step c); and
• au moins une partie du raffinât et/ou des eaux mères est purgée. At least a portion of the raffinate and / or mother liquors are purged.
De manière non limitative, l'invention va maintenant être détaillée en vue d'illustrer son intérêt dans les exemples ci-après.
Exemples Without limitation, the invention will now be detailed to illustrate its interest in the examples below. Examples
Méthodes analytiques Analytical methods
Chromatoqraphie en phase gazeuse Chromatography in gas phase
Le chromatographe en phase gazeuse utilisé est de type Varian 3800 et est équipé de : The gas chromatograph used is of the Varian 3800 type and is equipped with:
- Un injecteur split-splitless (avec ou sans diviseurs); - A split-splitless injector (with or without dividers);
Un détecteur à ionisation de flamme (FID) ; A flame ionization detector (FID);
Un système informatique permettant de traiter le signal du détecteur ; A computer system for processing the detector signal;
Un échantillonner automatique (type 8400). An automatic sampler (type 8400).
Les différentes quantités sont déterminées par chromatographie en phase gazeuse sous forme de dérivés méthoximés triméthylsilylés, puis quantifiés par la méthode de l'étalonnage interne. The different amounts are determined by gas chromatography in the form of trimethylsilylated methoxim derivatives, and then quantified by the internal calibration method.
Détermination des teneurs en D-allulose, D-fructose et glucose Determination of D-allulose, D-fructose and glucose contents
Les coefficients de réponse appliqués sont de 1 ,25 pour le D-allulose et le D-fructose et de 1 ,23 pour le glucose. Les autres monosaccharides n'ont pas été détectés. The response coefficients applied are 1.25 for D-allulose and D-fructose and 1.23 for glucose. The other monosaccharides were not detected.
Préparation de l'échantillon Sample preparation
Dans une boîte à tare, peser 100 à 300 mg de l'échantillon à tester + 10 ml solution étalon interne constituée de méthyl α-D-glucopyranoside à 0,3mg/ml dans la pyridine. Dans un godet de 2 ml, prélever 0,5 ml de la boîte à tare et évaporer à sec sous courant d'azote. Ajouter 20 mg de chlorhydrate de méthoxylamine et 1 ml de pyridine. Boucher et laisser dans le système d'incubation de type Reacti-therm ® à 70 ^ pendant 40 min. Ajouter 0,5 ml de N, O Bis (triméthylsilyl) trifluoroacétamide (BSTFA). Chauffer 30 min à 70<C. In a tare box, weigh 100 to 300 mg of the test sample + 10 ml internal standard solution consisting of methyl α-D-glucopyranoside at 0.3 mg / ml in pyridine. In a 2 ml cup, take 0.5 ml from the tare box and evaporate to dryness under a stream of nitrogen. Add 20 mg of methoxylamine hydrochloride and 1 ml of pyridine. Stopper and leave in the Reacti-therm ® incubation system at 70 ° C for 40 min. Add 0.5 ml of N, O bis (trimethylsilyl) trifluoroacetamide (BSTFA). Heat for 30 minutes at 70 < C.
Conditions chromatographiques Chromatographic conditions
Colonne : DB1 capillaire 40 mètres, diamètre interne 0,18 mm, épaisseur du film 0,4μηη, constituée à 100 % de diméthylpolysiloxane, apolaire (J&W Scientific réf. : 121 -1043) Column: capillary DB1 40 meters, internal diameter 0.18 mm, 0.4μηη film thickness, made of 100% dimethylpolysiloxane, apolar (J & W Scientific ref .: 121-1043)
Température de colonne : 100 ^ programmation jusqu'à 260 °C à raison de 3 °C/m\n, puis jusqu'à 300<C à 15<C/min, maintenir 5 min à 300 <C. Column temperature: 100 ^ programming to 260 ° C at 3 ° C / m \ n, then up to 300 <C to 15 <C / min, hold 5 min at 300 <C.
Température injecteur : 300 °C Injector temperature: 300 ° C
Température détecteur : 300 °C (Range 10 2) Detector temperature: 300 ° C (Range 10 2 )
Pression : 40 psi (débit constant) Pressure: 40 psi (constant flow)
Gaz vecteur : Hélium
Mode d'injection : Split (Débit de split : 100 ml/min) Vector gas: Helium Injection mode: Split (split flow: 100 ml / min)
Volume injecté : 1 ,ΟμΙ Injected volume: 1, ΟμΙ
Le D-allulose, le D-fructose et le glucose ont été détectés dans cet ordre. Le D-allulose, qui était inconnu, a un temps de rétention dans ces conditions compris entre 39,5 et 40 minutes. D-allulose, D-fructose and glucose were detected in that order. D-allulose, which was unknown, has a retention time in these conditions of between 39.5 and 40 minutes.
Détermination des teneurs en dimères de D-allulose et en dimères glucose-glucose Determination of dimers of D-allulose and glucose-glucose dimer
Les coefficients de réponse appliqués sont de 1 , 15 pour les dimères de D-allulose et le maltose, et de 1 ,08 pour l'isomaltose. Les autres dimères de glucose n'ont pas été détectés. Préparation de l'échantillon : The response coefficients applied are 1.15 for D-allulose dimers and maltose, and 1.08 for isomaltose. The other glucose dimers were not detected. Sample preparation:
Dans une boîte à tare, peser 100 à 300 mg de l'échantilllon à tester + 10 ml solution étalon interne constituée de Phényl beta-D -glucopyranoside à 0,3 mg/ml dans la pyridine. In a tare box, weigh 100 to 300 mg of the test sample + 10 ml internal standard solution consisting of Phenyl beta-D-glucopyranoside at 0.3 mg / ml in pyridine.
Dans un godet de 2 ml, prélever 0,5 ml de la boîte à tare et évaporer à sec sous courant d'azote. In a 2 ml cup, take 0.5 ml from the tare box and evaporate to dryness under a stream of nitrogen.
Reprendre par 0,5 ml de la solution de chlorhydrate d'hydroxylamine à 40g/l dans la pyridine, boucher, agiter et laisser 40 min à 70°C. Take up with 0.5 ml of the hydroxylamine hydrochloride solution at 40 g / l in pyridine, stop, stir and leave for 40 min at 70 ° C.
Ajouter 0,4 ml de BSTFA et 0, 1 ml de N-Trimethylsilylimidazole (TSIM). Chauffer 30 min à 70<C. Conditions chromatographiques Add 0.4 ml of BSTFA and 0.1 ml of N-trimethylsilylimidazole (TSIM). Heat for 30 minutes at 70 <C. Chromatographic conditions
Colonne : DB1 capillaire 30 mètres, diamètre interne 0,32 mm, épaisseur du film 0,25μηη (J&W Scientific réf. : 123-1032) Column: capillary DB1 30 meters, internal diameter 0.32 mm, film thickness 0.25μηη (J & W Scientific ref .: 123-1032)
Température de colonne : 200 °C programmation jusqu'à 280 °C à raison de 5 °C/m\n (maintenir 6 min), puis jusqu'à 320^ à 5 °C/m\n, maintenir 5 min à 320 ^. Column temperature: 200 ° C programming up to 280 ° C at 5 ° C / min (maintain 6 min), then up to 320 ^ at 5 ° C / min, maintain 5 min at 320 ° C ^.
Température injecteur : 300 °C Injector temperature: 300 ° C
Température détecteur : 300 °C (Range 10 2) Detector temperature: 300 ° C (Range 10 2 )
Pression : 14 psi (débit constant) Pressure: 14 psi (constant flow)
Gaz vecteur : Hélium Vector gas: Helium
Mode d'injection : Split (Débit de split : 80 ml/min) Injection mode: Split (split flow: 80 ml / min)
Volume injecté : 1 ,2μΙ
Expression des résultats : Injected volume: 1, 2μΙ Expression of results:
La teneur des différents constituants est exprimée en g pour 100 g de produit brut et elle est donnée par l'équation suivante : Si Pe 100 The content of the various constituents is expressed in g per 100 g of crude product and is given by the following equation: Si Pe 100
% constituant i = x x % constituting i = x x
Se P Ki Se P Ki
Avec : With:
Si = surface du ou des pics de constituant i If = surface of the constituent peak (s) i
Se = surface du pic d'étalon interne Se = area of the internal standard peak
Pe = Poids d'étalon interne introduit dans le bêcher (en mg) Pe = Weight of internal standard introduced into the beaker (in mg)
P = poids d'échantillon pesé (en mg) P = weight of sample weighed (in mg)
Ki = coefficient de réponse du constituant i Si le pourcentage obtenu (exprimé ici en brut) dépasse 20% pour un des constituants, l'échantillon est dilué et l'analyse CPG recommencée afin d'obtenir une quantité massique inférieure à 20%. Ki = coefficient of response of the constituent i If the percentage obtained (expressed here in gross) exceeds 20% for one of the constituents, the sample is diluted and the GC analysis recommenced in order to obtain a mass quantity of less than 20%.
Les quantités massiques exprimées en brut sont ensuite exprimées en sec, en divisant pour la matière sèche de l'échantillon testé. The mass quantities expressed in crude are then expressed in dry form, dividing for the dry matter of the tested sample.
Les quantités massiques de D-allulose, de D-fructose et de glucose sont déterminées aisément, aucun des pics caractéristiques n'étant co-élués. The mass quantities of D-allulose, D-fructose and glucose are easily determined, none of the characteristic peaks being co-eluted.
Le pic du maltose et des dimères de D-allulose peuvent être co-élués. Il faut noter toutefois que, dans les cristaux de l'invention et décrits dans les exemples ci-après, le maltose n'est jamais présent. The peak of maltose and D-allulose dimers can be co-eluted. It should be noted, however, that in the crystals of the invention and described in the examples below, maltose is never present.
Si les pics caractéristiques du maltose ne sont pas détectés, la surface Si des dimères de D- allulose est déterminée par intégration des pics inconnus, entre 10 et 17 minutes. Si les pics caractéristiques du maltose sont détectés (ce qui peut être le cas dans les sirops de l'invention), on détermine les quantités de maltose et on soustrait cette quantité à la quantité totale des dimères. If the characteristic peaks of maltose are not detected, the surface area of D-allulose dimers D is determined by integration of unknown peaks, between 10 and 17 minutes. If the characteristic peaks of the maltose are detected (which may be the case in the syrups of the invention), the amounts of maltose are determined and this amount is subtracted from the total amount of the dimers.
Pour déterminer la quantité totale de dimères glucose-glucose, on réalise sur un échantillon le protocole suivant :
• Hydrolyse chlorhydrique To determine the total amount of glucose-glucose dimer, the following protocol is carried out on a sample: • Hydrolysis hydrochloride
Dans un tube à hydrolyse de 15 ml à bouchon vissable en téflon, peser environ précisément de 50 à 500 mg d'échantillon (ajuster la pesée suivant la teneur en sucre attendue), ajouter 2 ml à la pipette à deux traits de la solution d'étalon interne (galactitol à 5 mg/ml dans l'eau osmosée), ajouter 3 ml d'eau et 5 ml de la solution d'HCI 4N. In a 15 ml Teflon screw cap, weigh approximately 50-500 mg of sample (adjust the weighing according to the expected sugar content), add 2 ml to the double-streaked pipette of the d solution. internal standard (galactitol 5 mg / ml in osmosis water), add 3 ml of water and 5 ml of the 4N HCl solution.
Boucher hermétiquement, agiter 1 min à l'agitateur Vortex. Placer le tube au bain à sec thermostaté régulé à l OO'C pendant 1 heure en agitant au vortex de temps en temps. Close tightly and shake for 1 minute on the vortex mixer. Place the tube in a thermostatically controlled dry bath at 100 ° C for 1 hour, vortexing occasionally.
• Déminéralisation et concentration • Demineralization and concentration
Après refroidissement, dans un bêcher de 50 ml, déposer la totalité de l'hydrolyse. Ajouter 6 à 8 g d'un mélange à 50/50 de résine anionique AG4 X 4 et AG50 W 8. Laisser sous agitation magnétique pendant 5 minutes. Filtrer sur papier. Récupérer le jus et renouveler l'étape de déminéralisation jusqu'à obtention d'un pH proche de l'eau. After cooling in a 50 ml beaker, remove all the hydrolysis. Add 6 to 8 g of a 50/50 mixture of anionic resin AG4 X4 and AG50 W 8. Leave under magnetic stirring for 5 minutes. Filter on paper. Recover the juice and repeat the demineralization step until a pH close to the water.
• Préparation de l'échantillon • Sample preparation
Dans une boîte à tare, peser 100 à 300 mg de l'échantillon à tester + 10 ml solution étalon interne constituée de méthyl α-D-glucopyranoside à 0,3 mg/ml dans la pyridine. Dans un godet de 2 ml, prélever 0,5 ml de la boîte à tare et évaporer à sec sous courant d'azote. Ajouter 20 mg de chlorhydrate de méthoxylamine et 1 ml de pyridine. Boucher et laisser au Reacti-therm® à 70 <Ό pendant 40 min. Ajouter 0,5 ml de BSTFA. Chauffer 30 min à 70 <€.In a tare box, weigh 100 to 300 mg of the test sample + 10 ml internal standard solution consisting of methyl α-D-glucopyranoside at 0.3 mg / ml in pyridine. In a 2 ml cup, take 0.5 ml from the tare box and evaporate to dryness under a stream of nitrogen. Add 20 mg of methoxylamine hydrochloride and 1 ml of pyridine. Stopper and let Reacti-therm® at 70 < Ό for 40 minutes. Add 0.5 ml of BSTFA. Heat 30 min to 70 < €.
La quantité de glucose total de la solution (qui comprend le glucose initial dit « libre » et le glucose issu de l'hydrolyse et notamment lié à la présence de maltose et d'isomaltose) est déterminée par analyse CPG du glucose. On en déduit aisément la quantité de maltose et, par différence avec la quantité totale de dimères attribués aux pics entre 10 et 17 minutes, la quantité de dimères de D-allulose. Granulomètre The amount of total glucose of the solution (which comprises the initial glucose called "free" and the glucose resulting from the hydrolysis and in particular related to the presence of maltose and isomaltose) is determined by GPC analysis of glucose. It is easy to deduce the amount of maltose and, by difference with the total amount of dimers attributed to the peaks between 10 and 17 minutes, the amount of D-allulose dimers. sizer
Les valeurs de taille moyenne en volume D 4,3 ainsi que de rapport de diamètres Feret min/Feret max des cristaux sont déterminées sur un granulomètre de type QICPIC RODOS de la marque SympaTEC, équipé de son module de dispersion poudre (voie sèche), en suivant le manuel technique et les spécifications du constructeur.
Réalisation de procédés industriels continus de fabrication de cristaux de D-alluloseThe values of average volume size D 4.3 as well as ratio of Feret min / Feret max diameters of the crystals are determined on a QAPROTEC type QICPIC RODOS granulometer, equipped with its powder dispersion module (dry process), following the technical manual and the manufacturer's specifications. Realization of continuous industrial processes for the manufacture of D-allulose crystals
Exemple 1 Example 1
L'exemple 1 consiste en une méthode de production en continu de cristaux de D-allulose. Les étapes du procédé utilisé sont détaillées dans la Figure 3. La composition et le débit des Flux après stabilisation dans le procédé sont décrits dans les Tableaux 1 a et 1 b. Example 1 consists of a method of continuous production of D-allulose crystals. The steps of the process used are detailed in Figure 3. The composition and flow rate of fluxes after stabilization in the process are described in Tables 1a and 1b.
Etape 1 : Step 1 :
On introduit dans un réacteur batch agité de 12m3 utiles, 13,1 tonnes d'un mélange composé pour 26% d'un sirop de D-fructose Fructamyl (Tereos) comprenant 95% de D-fructose à 50% de matière sèche (MS) (Fluxl ), et 74% du Flux 16 ramené à 50%MS. Le tout (Flux 1 ') est maintenu à 55 °C. On introduit dans la cuve un lyophilisât de la souche Bacillus subtilis hôte de l'enzyme D-Psicose 3 Epimerase détaillée dans le brevet WO2015032761 en quantité suffisante pour avoir 2,5*107 unités d'activité dans le réacteur. Cinq réacteurs sont utilisés séquentiellement de façon à fournir un sirop essentiellement composé de fructose et d'allulose (Flux 2) en continu à un débit de 1 ,3t/h. Les conditions de la réaction sont les suivantes : 13.1 tonnes of a mixture consisting of 26% of a Fructamyl D-fructose syrup (Tereos) comprising 95% of D-fructose containing 50% of dry matter (13%) are introduced into a stirred batch reactor of useful 12m 3. MS) (Fluxl), and 74% Flux 16 reduced to 50% MS. The whole (Stream 1 ') is maintained at 55 ° C. A lyophilizate of the strain Bacillus subtilis host of the enzyme D-Psicose 3 Epimerase detailed in the patent WO2015032761 is introduced into the vat in an amount sufficient to have 2.5 * 10 7 activity units in the reactor. Five reactors are used sequentially to provide a syrup consisting essentially of fructose and allulose (Flux 2) continuously at a rate of 1.3 t / h. The conditions of the reaction are as follows:
• Température : 55 °C • Temperature: 55 ° C
• pH=7 • pH = 7
• Temps de réaction 48h • Response time 48h
A l'issue de la réaction, le Flux 2 est obtenu comprend une richesse en D-allulose environ égale à 25% et une richesse en D-fructose environ égale à 75%. At the end of the reaction, the Flux 2 is obtained comprises a richness in D-allulose approximately equal to 25% and a richness in D-fructose approximately equal to 75%.
Etape 2 : 2nd step :
Le Flux 2 passe à travers une membrane de microfiltration au cours d'une opération batch. On obtient un Flux 3 exempt de débris cellulaires et un rétentat de microfiltration (Flux 17) comprenant les débris issus du lyophilisât de Bacillus subtilis qui est purgé du circuit. Les paramètres de microfiltration sont comme suit : Flux 2 passes through a microfiltration membrane during a batch operation. A Flux 3 free of cellular debris and a microfiltration retentate (Stream 17) comprising the debris from the Bacillus subtilis freeze-dried which is purged from the circuit is obtained. The microfiltration parameters are as follows:
• Pression transmembranaire : 0-3 bar • Transmembrane pressure: 0-3 bar
• Taille de pore : 0,1 μηη • Pore size: 0.1 μηη
• Température : 50 °C • Temperature: 50 ° C
• Débit moyen : 15 l/h/m2 • Average flow rate: 15 l / h / m 2
· Membrane : Sepro PS35 · Membrane: Sepro PS35
• Facteur Concentration Volumique : 33
Tableau 1 a : Débits et composition des Flux des étapes 1 à 5 de l'Exemple 1• Concentration Volume Factor: 33 Table 1a: Flow Rates and Flow Composition of Steps 1 to 5 of Example 1
Etape/Caractéristiques des Flux Flux Step / Flow Flux Characteristics
Etape 1 Flux 1 Flux 16 Flux V Step 1 Flow 1 Flow 16 Flow V
Débit massique (kg/h) 360 1005 1365Mass flow (kg / h) 360 1005 1365
Matière Sèche (%) 50 50 50Dry matter (%) 50 50 50
Richesse Fructose (%) 94,5 75,5 80,5Fructose Wealth (%) 94.5 75.5 80.5
Richesse Dextrose (%) 2 6,6 5,4Dextrose Wealth (%) 2 6.6 5.4
Richesse Allulose (%) 1 2, 1 1 ,7Wealth Allulose (%) 1 2, 1 1, 7
Richesse Di-Allulose (%) 1 10,9 8,3Di-Allulose Wealth (%) 1 10.9 8.3
Richesse Autre (%) 1 ,5 4,9 4, 1 Wealth Other (%) 1, 5 4.9 4, 1
Etape 2/Etape 3 Flux2/3/4 Flux 17 -Step 2 / Step 3 Flux2 / 3/4 Stream 17 -
Débit massique (kg/h) 1324 41 -Mass flow (kg / h) 1324 41 -
Matière Sèche (%) 50 50 - Dry matter (%) 50 50 -
Etape 4 Flux 4' Flux 14 Flux 5Step 4 Flow 4 'Flow 14 Flow 5
Débit massique (kg/h) 1673 2061 2993Mass flow (kg / h) 1673 2061 2993
Matière Sèche (%) 50,2 26,2 10Dry matter (%) 50,2 26,2 10
Richesse Fructose (%) 49,6 75,5 2,8Fructose Wealth (%) 49.6 75.5 2.8
Richesse Dextrose (%) 4,5 6,6 0,6Dextrose Richness (%) 4.5 6.6 0.6
Richesse Allulose (%) 33,4 2, 1 90, 1Wealth Allulose (%) 33.4 2, 1 90, 1
Richesse Di-Allulose (%) 8,3 10,9 3,5Di-Allulose Wealth (%) 8.3 10.9 3.5
Richesse Autre (%) 4,2 4,9 3 Wealth Other (%) 4.2 4.9 3
Etape 5 Flux 5 Flux 6 Flux12Step 5 Flow 5 Flow 6 Flux12
Débit massique (kg/h) 2993 2797 196Mass flow (kg / h) 2993 2797 196
Matière Sèche (%) 10 8,7 29Dry matter (%) 10 8.7 29
Richesse Fructose (%) 2,8 2,7 3Fructose Wealth (%) 2.8 2.7 3
Richesse Dextrose (%) 0,6 0,6 0,7Dextrose Richness (%) 0.6 0.6 0.7
Richesse Allulose (%) 90,1 94,4 71 ,7Wealth Allulose (%) 90.1 94.4 71, 7
Richesse Di-Allulose (%) 3,5 0,4 16,6Di-Allulose Wealth (%) 3.5 0.4 16.6
Richesse Autre (%) 3 1 ,9 8
Tableau 1 b : Débits et composition des Flux des étapes 6 à 9 de l'Exemple 1Wealth Other (%) 3 1, 9 8 Table 1b: Flow Rates and Flow Composition of Steps 6 to 9 of Example 1
Etape/Caractéristique Flux Step / Feature Flow
Etape 6 Flux 6 Flux 7 - Step 6 Flow 6 Flow 7 -
Débit massique (kg/h) 2797 279 -Mass flow (kg / h) 2797 279 -
Matière Sèche (%) 8,7 87 -Dry matter (%) 8.7 87 -
Richesse Fructose (%) 2,7 2,7 -Fructose Wealth (%) 2.7 2.7 -
Richesse Dextrose (%) 0,6 0,6 -Dextrose Richness (%) 0.6 0.6 -
Richesse Allulose (%) 94,4 93,7 -Wealth Allulose (%) 94.4 93.7 -
Richesse Di-Allulose (%) 0,4 1 ,1 -Di-Allulose Wealth (%) 0.4 1, 1 -
Richesse Autre (%) 1 ,9 1 ,9 - Wealth Other (%) 1, 9 1, 9 -
Etape 7a/7b Flux7/8/9 -Step 7a / 7b Flux7 / 8/9 -
Débit massique (kg/h) 279 - -Mass flow (kg / h) 279 - -
Matière Sèche (%) 87 - - Dry matter (%) 87 - -
Etape 8 Flux 9 Fluxl O Flux 13Step 8 Flux 9 Fluxl O Flux 13
Débit massique (kg/h) 279 126 152Mass flow (kg / h) 279 126 152
Matière Sèche (%) 87 97 76,5Dry matter (%) 87 97 76,5
Richesse Fructose (%) 2,7 0,1 5,4Fructose Wealth (%) 2.7 0.1 5.4
Richesse Dextrose (%) 0,6 0 1 ,2Dextrose Richness (%) 0.6 0 1, 2
Richesse Allulose (%) 93,7 99,7 87,5Wealth Allulose (%) 93.7 99.7 87.5
Richesse Di-Allulose (%) 1 ,1 0,2 2,2Di-Allulose Wealth (%) 1, 1 0.2 2.2
Richesse Autre (%) 1 ,9 0 3,7 Wealth Other (%) 1, 9 0 3.7
Etape 9 Flux 10 Flux1 1 -Step 9 Flow 10 Flow1 1 -
Débit massique (kg/h) 126 122 -Mass flow (kg / h) 126 122 -
Matière Sèche (%) 97 99,8 -
Etape 3 : Dry matter (%) 97 99,8 - Step 3:
Le Flux 3 est déminéralisé par passage sur une résine cationique forte Dowex 88 puis une résine anionique faible Dowex 66 à un débit moyen de 2BV/h. Les bonbonnes sont maintenues à une température de 45qC et la résistivité du Flux 4 à l'issue de la déminéralisation reste supérieure à 100kQ.crrv1 en sortie (Flux 4). Dans le cas contraire la régénération des résines est opérée. Flux 3 is demineralized by passage over a strong Dowex 88 cationic resin and then a Dowex 66 weak anionic resin at an average flow rate of 2BV / h. The cylinders are maintained at a temperature of 45 q C and the resistivity of Flux 4 at the end of the demineralization remains greater than 100 kΩ crrv 1 at the output (stream 4). In the opposite case, the regeneration of the resins is carried out.
Etape 4 : Step 4:
Le Flux 4 est mélangé au Flux 12 (rétentat de nanofiltration) et au Flux 13 (eaux mères de cristallisation) pour former un Flux 4' qui alimente la chromatographie continue à lit mobile simulé (SMB) (SCC ARI® équipé de 8 colonnes) du circuit. Le débit moyen d'alimentation est de 1673kg/h à 50%MS. Flux 4 is mixed with Flux 12 (nanofiltration retentate) and Flux 13 (crystallization mother liquors) to form a Flux 4 'which feeds simulated mobile bed continuous chromatography (SMB) (SCC ARI® equipped with 8 columns) of the circuit. The average feed rate is 1673kg / h at 50% DM.
Les paramètres de la chromatographie sont définis comme suit : The parameters of the chromatography are defined as follows:
• Volume/colonne : 2m3 • Volume / column: 2m 3
• Résine : Dowex Monosphere 99Ca/320 • Resin: Dowex Monosphere 99Ca / 320
· Température : 60 °C · Temperature: 60 ° C
• Débit eau/Flux 4' (vol./vol.) : 2,4 • Water flow / Flow 4 '(vol./vol.): 2,4
• Load (Débit alimentation/volume résine) : 0,09 h-1 • Load (feed rate / resin volume): 0.09 h -1
Deux fractions sont extraites : le raffinât de la SCC (Flux 14), la fraction riche en D-allulose (Flux 5) qui part en direction de l'étape 5. 7% du Flux 14 est purgé (Flux 15) afin d'évacuer les dimères d'allulose tandis que le reste (Flux 16) repart à l'étape 1 après avoir été ramené à une matière sèche de 50% par l'intermédiaire d'un évaporateur. Two fractions are extracted: the raffinate of the SCC (Flux 14), the fraction rich in D-allulose (Stream 5) which leaves towards the step 5. 7% of the Flux 14 is purged (Stream 15) in order to remove the allulose dimers while the remainder (stream 16) goes back to stage 1 after having been brought back to a dry matter of 50% by means of an evaporator.
Etape 5 : Step 5:
Le Flux 5 est traité sur une installation de nanofiltration en mode batch. Les paramètres sont comme suit : Flux 5 is processed on a nanofiltration installation in batch mode. The settings are as follows:
· Pression transmembranaire : 30 bars · Trans-membrane pressure: 30 bar
• Température : 20 °C • Temperature: 20 ° C
• Membrane : GE Duracon NF1 8040C35 • Membrane: GE Duracon NF1 8040C35
• Facteur Concentration Volumique (FCV) : 16 • Concentration Volume Factor (VCF): 16
Les dimères d'allulose se concentrent dans le rétentat (Flux 12) et ce rétentat est recyclé et mélangé avec le Flux 4, tandis que le perméat (Flux 6) est récupéré. La figure 6 donne le détail de la perméation des sirops en fonction du FCV.
Etape 6 : The allulose dimers are concentrated in the retentate (Flux 12) and this retentate is recycled and mixed with Flux 4 while the permeate (Stream 6) is recovered. Figure 6 gives details of permeation of syrups as a function of FCV. Step 6:
Le Flux 6 passe à travers un évaporateur deux étages dont la pression à l'intérieur est de 50 mbar. En sortie du premier étage, le Flux est à une température de 38°C et a une matière sèche de 35%. En sortie du deuxième étage, le Flux atteint une température de 48 °C et présente 87% de matière sèche. On obtient la solution-mère de D-allulose (Flux 7) à l'issue de cette étape. Flux 6 passes through a two-stage evaporator whose internal pressure is 50 mbar. At the outlet of the first stage, the Flux is at a temperature of 38 ° C. and has a solids content of 35%. At the outlet of the second stage, the Flux reaches a temperature of 48 ° C and has 87% of dry matter. The stock solution of D-allulose (Stream 7) is obtained at the end of this stage.
Etape 7a : Step 7a:
La solution-mère ainsi formée (Flux 7) est introduite immédiatement après avoir été réchauffée à 68°C par un échangeur, dans un cristallisoir-évaporateur adiabatique sous vide de 3m3 utiles, à l'intérieur duquel la pression est maintenue à 35mbars. The stock solution thus formed (Stream 7) is introduced immediately after being heated to 68 ° C by an exchanger, in a vacuum crystallizer-evaporator vacuum of 3m 3 useful, within which the pressure is maintained at 35mbars.
Le principe de fonctionnement du cristallisoir-évaporateur adiabatique sous vide utilisé ici est détaillé à la Figure 4 : The principle of operation of the vacuum adiabatic evaporator crystallizer used here is detailed in Figure 4:
• Le Flux 7a est composé de sirop de D-allulose sursaturé à 35°C et des particules les plus fines de D-allulose. Il est mélangé au Flux 7 dans un ratio tel que le mélange se retrouve juste en dessous de la limite de solubilité du mélange (84% de matière sèche et 46qC) (Flux 7 b). Les particules fines sont ainsi refondues. • Flux 7a is composed of D-allulose syrup supersaturated at 35 ° C and the finest particles of D-allulose. It is mixed with Flux 7 in a ratio such that the mixture is just below the solubility limit of the mixture (84% dry matter and 46 q C) (Stream 7b). The fine particles are thus melted down.
• La masse-cuite est soutirée du cristallisoir-évaporateur adiabatique à une température de 35 °C, à la même vitesse que le mélange, de façon à maintenir le niveau constant dans le cristallisoir-évaporateur adiabatique. Cette masse-cuite récupérée est séparée en deux flux : le Flux 7d et le Flux 8. Le Flux 7d est entraîné avec le Flux 7b pour former un Flux 7c comprenant la solution-mère de D-allulose ainsi que des amorces pour la cristallisation. Le ratio de mélange est fait de façon à se retrouver à nouveau au-delà de la solubilité (85,5% de matière sèche et 42, 7qC) afin que les cristaux puissent continuer leurs grossissements. • The mass-cooked is withdrawn from the adiabatic crystallizer-evaporator at a temperature of 35 ° C, at the same speed as the mixture, so as to maintain the constant level in the adiabatic crystallizer-evaporator. This mass-cooked recovered is separated into two streams: Flux 7d and Flux 8. Flux 7d is driven with Flux 7b to form a Flux 7c comprising the stock solution of D-allulose and primers for crystallization. The mixing ratio is made so as to find again beyond the solubility (85.5% dry matter and 42, 7 q C) so that the crystals can continue their magnifications.
• Le Flux 7c est ainsi introduit dans le cristallisoir-évaporateur adiabatique sous vide pour prolonger la cristallisation et former la masse-cuite. L'eau condensée lors de ce stade est réinjectée en continu le long des parois en haut du cristallisoir. Flux 7c is thus introduced into the crystallizer-evaporator adiabatic vacuum to prolong the crystallization and form the mass-cooked. The condensed water during this stage is reinjected continuously along the walls at the top of the crystallizer.
Les différents Flux lors du stade d'évapo-refroidissement dans le cristallisoir-évaporateur adiabatique sous vide est reporté dans le Tableau 2.
Tableau 2 : Caractéristiques des différents Flux dans le cristallisoir-évaporateur adiabatique sous vide The different Fluxes during the evapo-cooling stage in the vacuum crystallizer-adiabatic evaporator is reported in Table 2. Table 2: Characteristics of the Different Fluxes in the Vacuum Adiabatic Crystallizer-Evaporator
Etape 7b : Step 7b:
La masse-cuite soutirée est injectée en tête de cristallisoir vertical de volume utile de 8m3 et équipé d'un agitateur ainsi que de cinq nappes de refroidissement. La masse-cuite est amenée de 35 à 20 °C en 40h, soit une rampe de refroidissement d'environ 0,4 °C/h. Le schéma du cristallisoir est présenté dans la Figure 5. La température de l'eau de refroidissement dans les nappes est la suivante : The bunker is withdrawn at the top of the vertical crystallizer with a working volume of 8 m 3 and equipped with an agitator and five cooling plies. The massecuite is brought from 35 to 20 ° C in 40h, a cooling ramp of about 0.4 ° C / h. The diagram of the crystallizer is shown in Figure 5. The temperature of the cooling water in the layers is as follows:
1 . 34<€ en entrée, 32<€ en sortie 1. 34 < € for entry, 32 < € for exit
2. 31 °C en entrée, 29<€ en sortie 2. 31 ° C input, 29 < € output
3. 28 °C en entrée, 26 °C en sortie 3. 28 ° C inlet, 26 ° C outlet
4. 25 °C en entrée, 22<€ en sortie 4. 25 ° C input, 22 < € output
5. 21 °C en entrée, 20<C en sortie 5. 21 ° C inlet, 20 < C outlet
Etape 8 : Step 8:
En bas de cristallisoir, la suspension de cristaux (Flux 9) est récupérée puis centrifugée sur une essoreuse Rousselet Robatel SC 100KSA. La suspension de cristaux est systématiquement centrifugeable, ce qui signifie que le procédé est très stable au cours du temps. Les eaux-mères (Flux 13) sont recyclées et mélangées aux Flux 4 et 12. On récupère les cristaux humides de D- allulose (Flux 10). Un premier clairçage à l'eau puis un clairçage final à l'éthanol de l'ordre de 0,5% m/m est réalisé pour améliorer la séparation. Les cristaux claircés comprennent 3% d'eau. At the bottom of the crystallizer, the crystal suspension (Flux 9) is recovered and then centrifuged on a Rousselet Robatel SC 100KSA wringer. The crystal suspension is systematically centrifugable, which means that the process is very stable over time. The mother liquors (Flux 13) are recycled and mixed with Fluxes 4 and 12. The wet crystals of D-allulose (Flux 10) are recovered. A first water and then a final clearing with ethanol of the order of 0.5% w / w is performed to improve the separation. The clear crystals comprise 3% water.
Etape 9 : Step 9:
Les cristaux humides passent à travers un séchoir rotatif et on obtient des cristaux séchés qui comprennent 0,4% d'eau. Un refroidissement final dans un lit fluidisé abaisse la température des cristaux de 60 à 25^. Les cristaux finaux sont récupérés (Flux 1 1 ) puis conditionnés. Le
rendement global en cristaux de D-allulose, qui est le rapport exprimé en masse sèche de la masse de cristaux de D-allulose obtenue sur la masse de D-fructose introduite, est de 72%. The wet crystals pass through a rotary drier and dried crystals are obtained which comprise 0.4% water. Final cooling in a fluidized bed lowers the temperature of the crystals from 60 to 25%. The final crystals are recovered (Flux 1 1) and then packaged. The overall yield of crystals of D-allulose, which is the ratio expressed in dry mass of the mass of D-allulose crystals obtained on the mass of D-fructose introduced, is 72%.
Exemple 2 Example 2
L'Exemple 2 est identique à l'Exemple 1 à la différence qu'aucun recyclage n'est réalisé. Le Flux 7 comprend 0,7% de dimères de D-allulose. La suspension de cristaux du Flux 9 est toujours centrifugeable au cours du temps. Bien que le rendement global en cristaux soit de 12% uniquement, le procédé présente l'avantage d'être stable, contrairement aux procédés des exemples comparatifs, n'utilisant pas l'étape de nanofiltration, qui vont être présentés ci-après. Example 2 is identical to Example 1 except that no recycling is carried out. Flux 7 comprises 0.7% dimers of D-allulose. The suspension of crystals of Flux 9 is always centrifugable over time. Although the overall yield of crystals is only 12%, the method has the advantage of being stable, unlike the methods of the comparative examples, not using the nanofiltration step, which will be presented hereinafter.
Exemple comparatif 1 Comparative Example 1
L'Exemple comparatif 1 est identique à l'Exemple 1 à la différence : Comparative Example 1 is identical to Example 1 except that:
• qu'aucune étape de nanofiltration n'est réalisée, • no nanofiltration step is performed,
• qu'aucune étape de recyclage des eaux mères n'est effectuée, • no recycling stage of the mother liquor is carried out,
· que le recyclage du raffinât (Flux 14) est recyclé en intégralité pour être mélangé avec le Flux 1 du sirop de D-fructose, · The recycling of raffinate (Flux 14) is recycled in its entirety to be mixed with Flux 1 of D-fructose syrup,
• l'étape de cristallisation est réalisée comme suit : la solution-mère formée (Flux 7) est introduite séquentiellement dans trois cristallisoirs verticaux de volume utile de 8m3 identique à celui utilisé pour l'étape 7b de cristallisation de l'exemple 1. La rampe de refroidissement est de Ο,ββ'Ό/ϊι jusque 20qC. Dans chaque cristallisoir, on introduit une amorce de D-allulose de D4,3 environ égal à 60μηη dans des quantités massiques de 0,1 %, cette quantité étant exprimée par rapport au poids sec de D-allulose introduit dans le cristallisoir. The crystallization step is carried out as follows: the stock-formed solution (Flux 7) is introduced sequentially into three vertical crystallizers with a working volume of 8 m 3 identical to that used for the crystallization step 7b of Example 1. the cooling gradient is Ο, ββ'Ό / ϊι q up to 20 C. in each crystallizer was charged with a primer of D-allulose of D4,3 equal to about 60μηη in mass quantities of 0.1%, this amount being expressed relative to the dry weight of D-allulose introduced into the crystallizer.
Le circuit de production utilisé (i.e les différentes étapes du procédé utilisé) est celui correspondant à la Figure 1 . The production circuit used (i.e the different steps of the method used) is that corresponding to Figure 1.
Le Flux 7 comprend 1 ,9% de dimères de D-allulose. On récupère un Flux 9 qui est conduit à l'étape 8. Ce Flux 9 est une masse-cuite qui n'est pas toujours centrifugeable. Au bout d'une semaine, le Flux 7 comprend 2,2% de dimères de D-allulose et la masse-cuite du Flux 9 devient même systématiquement non centrifugeable (cristaux de taille trop petite). Flux 7 comprises 1.9% d-allulose dimers. A Flux 9 is recovered which is led to step 8. This Flux 9 is a mass-cooked which is not always centrifugable. After one week, the Flux 7 comprises 2.2% D-allulose dimers and the mass-cooked Flux 9 even becomes systematically non-centrifugable (crystals too small).
Exemple comparatif 2
L'Exemple comparatif 2 est identique à l'Exemple comparatif 1 à la différence que les eaux mères sont totalement recyclées (Flux 13) pour être mélangées avec la composition riche en D- allulose issue de l'étape de chromatographie (Flux 5) et que le raffinât (Flux 14) n'est pas recyclé et est purgé du circuit. Comparative Example 2 Comparative Example 2 is identical to Comparative Example 1 except that the mother liquors are completely recycled (Stream 13) to be mixed with the composition rich in D-allulose resulting from the chromatography step (Stream 5) and that the raffinate (Flux 14) is not recycled and is purged from the circuit.
Le circuit de production utilisé est celui correspondant à la Figure 2. The production circuit used is that corresponding to Figure 2.
Le Flux 7 comprend 1 ,9% de dimères de D-allulose. On récupère un Flux 9 qui est conduit à l'étape 8. Ce Flux 9 est une masse-cuite qui n'est pas toujours centrifugeable. Dès le recyclage des eaux mères, le Flux 7 comprend 2,4% de dimères de D-allulose et la masse-cuite du Flux 9 devient même systématiquement non centrifugeable (cristaux de taille trop petite). Flux 7 comprises 1.9% d-allulose dimers. A Flux 9 is recovered which is led to step 8. This Flux 9 is a mass-cooked which is not always centrifugable. As soon as the mother liquors are recycled, Flux 7 comprises 2.4% of D-allulose dimers and Flux 9's mass-cooked even becomes systematically non-centrifugable (too small crystals).
Exemple comparatif 3 Comparative Example 3
L'Exemple comparatif 3 est identique à l'Exemple comparatif 1 à la différence que le raffinât n'est pas recyclé. Comparative Example 3 is identical to Comparative Example 1 except that the raffinate is not recycled.
Le circuit de production utilisé est celui correspondant à la Figure 1 . The production circuit used is that corresponding to Figure 1.
Le Flux 7 comprend 1 ,9% de dimères de D-allulose. On récupère un Flux 9 qui est conduit à l'étape 8. Ce Flux 9 est une masse-cuite qui n'est pas toujours centrifugeable. Lorsqu'elle est centrifugeable, les eaux-mères se séparent des cristaux d'allulose qui peuvent être récupérés. Mais parfois, le Flux 9 consiste en un massé de petits cristaux indissociables, synonyme d'une nucléation spontanée dans le cristallisoir. Dans ce cas-là, il est nécessaire de vidanger le Flux du circuit. Ceci rend le procédé inexploitable industriellement. Flux 7 comprises 1.9% d-allulose dimers. A Flux 9 is recovered which is led to step 8. This Flux 9 is a mass-cooked which is not always centrifugable. When centrifugable, the mother liquors separate from the allulose crystals that can be recovered. But sometimes Flux 9 consists of a mass of small indissociable crystals, synonymous with a spontaneous nucleation in the crystallizer. In this case, it is necessary to drain the flow of the circuit. This makes the process unusable industrially.
Le récapitulatif des résultats obtenus pour ces procédés sont reportés dans le Tableau 3. Le rendement reporté global est une moyenne sur une semaine d'utilisation. The summary of the results obtained for these processes are reported in Table 3. The overall reported yield is an average over one week of use.
Les caractéristiques des cristaux obtenus pour les exemples 1 , 2 et l'exemple comparatif 3, ainsi que les cristaux de D-allulose commercialisés par la société CJ Cheiljedang Food Ingrédient sont reportées au Tableau 4.
The characteristics of the crystals obtained for Examples 1, 2 and Comparative Example 3, as well as the crystals of D-allulose sold by CJ Cheiljedang Food Ingredient, are reported in Table 4.
Tableau 3 : Comparaison des différents circuits testés Table 3: Comparison of the different circuits tested
Le procédé de l'invention permet d'obtenir une cristallisation stable au cours du temps, ce qui est démontré dans le procédé industriel exemplifié ci-dessus (Exemples 1 et 2). Il permet en outre de réaliser des recyclages très importants et d'augmenter ainsi le rendement global de cristaux en D-allulose (voir Exemple 2). En effectuant des recyclages sans s'assurer de séparer les dimères de D-allulose par l'étape de nanofiltration, les exemples comparatifs illustratifs 1 et 2 ci-dessus ont démontré que le procédé de cristallisation industriel devait être arrêté car la masse-cuite devient systématiquement non centrifugeable (cristaux de taille trop petite).
The process of the invention makes it possible to obtain stable crystallization over time, which is demonstrated in the industrial process exemplified above (Examples 1 and 2). It also makes it possible to carry out very large recycling operations and thus to increase the overall yield of D-allulose crystals (see Example 2). By carrying out recycles without ensuring that the D-allulose dimers are separated by the nanofiltration step, the illustrative Comparative Examples 1 and 2 above demonstrated that the industrial crystallization process should be stopped as the mass-cooked product becomes systematically non-centrifugable (small crystals).
Tableau 4: Caractéristique des cristaux obtenus Table 4: Characteristic of the crystals obtained
La Figure 14 qui représente, pour les cristaux de l'Exemple 2 et les cristaux commercialisés par CJ de D-allulose, le rapport des diamètres Feret min/Feret max en fonction de la tailles de particules en volume D4,3, démontre que c'est pour les populations de taille importante, supérieure ou égale à 200Mm (par exemple dans la gamme allant de 200 à 400 Mm), que de nettes différences d'aspect sont observées entre les cristaux selon l'invention et les cristaux comparatifs. Ainsi, dans cette gamme allant de 200 à 400 Mm, les rapports Feret min/Feret max sont, pour les cristaux comparatifs, toujours inférieurs à 0,55 alors que les cristaux selon l'invention présentent un rapport d'au moins 0,63. Cette différence est tout à fait en accord avec les images de microscopie optique des Figures 1 1 et 12, qui démontrent visuellement que les cristaux selon l'invention présentent un aspect bien plus trapu que les cristaux comparatifs. En ce qui concerne les cristaux de CJ de la Figure 13 (images de microscopie optique), on remarque qu'il s'agit de cristaux sous forme d'aiguilles, non individualisés. FIG. 14, which shows, for the crystals of Example 2 and the crystals marketed by CJ of D-allulose, the ratio of Feret min / Feret max diameters as a function of the particle size in volume D4,3, demonstrates that is for populations of large size, greater than or equal to 200Mm (for example in the range of 200 to 400 Mm), that clear differences in appearance are observed between the crystals according to the invention and the comparative crystals. Thus, in this range of from 200 to 400 μm, the Feret min / Feret max ratios are, for the comparative crystals, always less than 0.55 whereas the crystals according to the invention have a ratio of at least 0.63. . This difference is entirely in agreement with the optical microscopy images of FIGS. 11 and 12, which visually demonstrate that the crystals according to the invention have a much more stocky appearance than the comparative crystals. With regard to the crystals of CJ of Figure 13 (optical microscopy images), it is noted that they are crystals in the form of needles, not individualized.
Bien que l'exemple comparatif 3 ne soit pas strictement identique à l'enseignement du document WO 201 1 1 19004 A2 en ce qui concerne l'étape de concentration (notamment en ce que la Demanderesse est parvenue à réaliser de manière plus optimale l'étape de concentration de manière à réduire encore la quantité de dimères de D-allulose formée), les
cristaux obtenus utilisent un procédé de même type que celui utilisé pour fabriquer les cristaux décrits à l'exemple 6 du document WO 201 1 1 19004 A2 (notamment en ce qui concerne la cristallisation se fait exclusivement par refroidissement contrôlé dans l'eau). Cet essai comparatif 3, produisant des cristaux comprenant 0,7% de dimères de D-allulose, démontre donc bien que le document WO 201 1 1 19004 A2 ne permet pas de former les cristaux de l'invention.
Although Comparative Example 3 is not strictly identical to the teaching of the document WO 201 11 19004 A2 with regard to the concentration step (in particular in that the Applicant has managed to perform more optimally the concentration step so as to further reduce the amount of D-allulose dimers formed), the The crystals obtained use a process of the same type as that used to manufacture the crystals described in Example 6 of WO 201 11 19004 A2 (especially with regard to the crystallization is carried out exclusively by controlled cooling in water). This comparative test 3, producing crystals comprising 0.7% D-allulose dimers, thus clearly demonstrates that the document WO 201 11 19004 A2 does not make it possible to form the crystals of the invention.
Utilisation des cristaux de l'invention dans différentes applications Use of the crystals of the invention in different applications
Les cristaux de l'Exemple 2 ont été utilisés dans la fabrication de produits qui suivent. The crystals of Example 2 were used in the manufacture of the following products.
Fabrication de boissons de substitut de repas Manufacture of meal replacement beverages
L'objectif est de créer une boisson en poudre de substitut de repas comprenant peu de calories. Cette boisson en poudre doit pouvoir présenter un bon écoulement et former peu de grumeaux lorsqu'elle est formulée. The goal is to create a meal replacement powder drink with few calories. This powdered beverage must be able to have a good flow and form few lumps when it is formulated.
Formule Formula
Après avoir été pesés, les ingrédients sont vigoureusement mélangés dans un mélangeur à sec. La boisson est ensuite aisément reconstituée en ajoutant 210 g d'eau à 30 g de la formule, sans former de grumeaux. After weighing, the ingredients are vigorously mixed in a dry blender. The beverage is then easily reconstituted by adding 210 g of water to 30 g of the formula, without forming lumps.
La formule utilisant les cristaux de l'invention présentent un comportement à l'écoulement tout à fait similaire à la formule comprenant du sucrose, tout en comprenant bien moins de calories.
Fabrication de gâteau jaune The formula using the crystals of the invention exhibit a flow behavior quite similar to the formula comprising sucrose, while having much fewer calories. Yellow cake making
L'objectif est de fournir un gâteau jaune présentant une texture et apparence satisfaisantes dont la teneur calorique est réduite de 25%. Formule The goal is to provide a yellow cake with a satisfactory texture and appearance with a caloric content of 25%. Formula
Méthode : Method:
1 . Mélanger la farine, le sel, le Nutriose® et la levure ; 1. Mix the flour, salt, Nutriose® and yeast;
2. Crémer le beurre avec le sucrose ou l'allulose ; 2. Cream butter with sucrose or allulose;
3. Ajouter le jaune d'œuf et la vanille à la crème puis ajouter le lait pour former un mélange crémeux ; 3. Add the egg yolk and vanilla to the cream then add the milk to form a creamy mixture;
4. Ajouter le mélange comprenant la farine dans le mélange crémeux et mélanger dans un mixeur en position lente (1 minute) puis plus vivement jusqu'à ce que la formule soit bien mélangée ; 4. Add the flour mixture to the cream mixture and mix in a slow blender (1 minute) and then stir until mixture is well mixed;
5. Verser 600 g de la pâte dans un moule circulaire graissé de 9 pouces ; 5. Pour 600 g of the dough into a 9-inch greased circular pan;
6. Cuire à 180 °C pendant 20 minutes.
L'objectif est atteint : le gâteau utilisant les cristaux de l'invention présente une texture très agréable en bouche (on parle de « crumb texture ») et la forme du gâteau se maintient après cuisson. Fabrication de cookies au chocolat 6. Bake at 180 ° C for 20 minutes. The objective is achieved: the cake using the crystals of the invention has a very pleasant texture in the mouth (we speak of "crumb texture") and the shape of the cake is maintained after cooking. Manufacture of chocolate cookies
Les formules suivantes ont été réalisées : The following formulas have been realized:
Ingrédients Référence Allulose Allulose + Nutriose® Ingredients Reference Allulose Allulose + Nutriose®
Farine de blé 25 25 23 Wheat flour 25 25 23
Bicarbonate de soude 0,14 0,14 0,14 Baking soda 0.14 0.14 0.14
Sel 0,17 0,17 0,17 Salt 0.17 0.17 0.17
Beurre fondu 14,16 14,16 14,16 Melted butter 14,16 14,16 14,16
Nutriose® FB06 0 0 2 Nutriose® FB06 0 0 2
Allulose 0 29,17 29,17 Allulose 0 29.17 29.17
Sucre brun 20,35 0 0 Brown sugar 20.35 0 0
Sucre en poudre 8,82 0 0 Sugar powder 8,82 0 0
Vanille 1 ,14 1 ,14 1 ,14 Vanilla 1, 14 1, 14 1, 14
Oeufs 7 7 7 Eggs 7 7 7
Pépites de chocolat 23,22 23,22 23,22 Chocolate chips 23,22 23,22 23,22
Total 100 100 100
Total 100 100 100
Méthode : Method:
1 . Mélanger les ingrédients secs entre eux; 1. Mix the dry ingredients together;
2. Crémer le beurre avec les sucres ou l'allulose ; 2. Cream butter with sugars or allulose;
3. Ajouter les œufs et la vanille au mélange crémeux ; 3. Add the eggs and vanilla to the creamy mixture;
4. Ajouter le mélange comprenant la farine dans le mélange crémeux et mélanger dans un mixeur en position lente (1 minute) puis plus vivement jusqu'à ce que la formule soit bien mélangée ; 4. Add the flour mixture to the cream mixture and mix in a slow blender (1 minute) and then stir until mixture is well mixed;
5. Ajouter les pépites de chocolat et mélanger ; 5. Add the chocolate chips and mix;
6. Peser des portions de 30 g and faire cuire à 160^ pendant 8 minutes. 6. Weigh portions of 30 g and cook at 160 ^ for 8 minutes.
La pâte à cookies à base d'allulose (colonne 2) s'étale moins que la pâte à base de sucres (colonne 1 ). Toutefois, la pâte de la colonne 3 s'étale de la même manière que la pâte de la colonne 1. The allulose cookie dough (column 2) spreads less than the sugar-based dough (column 1). However, the pulp of column 3 spreads in the same way as the pulp of column 1.
Pendant la cuisson, les cookies à base d'allulose brunissent plus rapidement. During cooking, allulose cookies turn brown faster.
Il faut noter que les cookies présentent une forme de dôme. La hauteur du cookie selon l'invention est moins gonflée et celui-ci ne s'effondre pas après cuisson, contrairement au cookie à base de sucres, ce qui lui permet de garder un meilleur aspect. It should be noted that cookies have a dome shape. The height of the cookie according to the invention is less inflated and it does not collapse after cooking, unlike the cookie-based sugars, which allows it to keep a better appearance.
Les cookies à base d'allulose présentent un bon goût, bien que moins sucré. La texture des cookies selon l'invention est tendre et plus humide que les cookies à base de sucres. Allulose cookies have a good taste, although less sweet. The texture of the cookies according to the invention is soft and wetter than sugar-based cookies.
L'activité de l'eau (w a) et l'humidité (M) des cookies sont mesurés au cours du temps : The activity of the water (w a) and the humidity (M) of the cookies are measured over time:
Les cookies à base d'allulose présentent une meilleure stabilité à l'humidité.
Fabrication de cookies aux flocons d'avoine Allulose cookies have better moisture stability. Production of oatmeal cookies
Formules : Formulas:
*Les inclusions comprennent 50,0 grammes de noix de pécan, 20,0 grammes de canneberges (cranberries) et 18,6 grammes de myrtilles. * Inclusions include 50.0 grams of pecan nuts, 20.0 grams of cranberries and 18.6 grams of blueberries.
Méthode: Method:
1 . Mélanger la farine, le Nutriose®, le bicarbonate de soude, la levure et le sel; 1. Mix the flour, Nutriose®, baking soda, yeast and salt;
2. Crémer le beurre avec les sucres ou l'allulose ; 2. Cream butter with sugars or allulose;
3. Ajouter les oeufs et la vanilla au mélange crémeux ; 3. Add the eggs and vanilla to the creamy mixture;
4. Ajouter le mélange comprenant la farine dans le mélange crémeux et mélanger dans un mixeur en position lente (1 minute) puis plus vivement jusqu'à ce que la formule soit bien mélangée ; 4. Add the flour mixture to the cream mixture and mix in a slow blender (1 minute) and then stir until mixture is well mixed;
5. Ajouter les flocons d'avoine et mélanger ;
6. Ajouter les inclusions et mélanger ; 5. Add the oatmeal and mix; 6. Add the inclusions and mix;
7. Peser des portions de 30 g et faire cuire à '\ 60°C pendant 10 minutes. 7. Weigh portions of 30 g and cook \ 60 ° C for 10 minutes.
Les cookies obtenus utilisant de l'allulose au lieu du sucrose, sont légèrement plus bruns et présentent une texture craquante après cuisson. The cookies obtained using allulose instead of sucrose, are slightly browner and have a crispy texture after cooking.
Fabrication de Bubble gum Bubble gum making
Un bubble gum a été fabriqué avec la recette ci-dessous : A bubble gum was made with the recipe below:
Le bubble gum présente un aspect tout à fait satisfaisant, similaire aux bubble-gums du commerce.
Bubble gum has a very satisfactory appearance, similar to the bubblegum trade.